C언어 연산자에 대하여 - 비트연산

저번 포스트에 앞내용을 그대로 가져오겠습니다.

C언어 연산자. 

C연어 연산자는 C언어의 아주 기초적인 내용입니다.

아주 기초적이기 때문에 소홀히 하기 쉬운 부분이기도 합니다.

C언어에서 연산자가 상당히 많은 중요한 역할을 하고 있다 할 수 있지만, 주목받지 못하는 이유는 이해 하기가 너무 쉽고, 소프트웨어 관련 프로그램에서는 문법보다 많은 비중을 차지하지 못하기 때문입니다.

그럼에도 연산자를 알아야 하는 이유는, 당연히 C언어 코딩 과정이 게임을 만드든, 뭘 만드든 연산자와 함수를 통해서 이루어지기 때문이죠.

특히, 비트연산자는 하드웨어와 관련된 신호를 처리할 때 도움이 되는 개념으로 꼭 알아야 합니다.

 

 

※ 연산자 종류

분류	연산자
대입 연산자	=
산술 연산자	+, -, *, /, %
복합 대입 연산자	+=, -=, *=, /=, %=
증감 연산자	++, --
관계 연산자	>, <, ==, !=, >=, <=
논리 연산자	&&, ||, !
조건 연산자	? :
비트 논리 연산자	&, |, ^, ~
비트 이동 연산자	>>, <<

대입 연산자 부터 조건 연산자 까지는 이전 포스팅에서 작성 되었습니다.

http://silisian.tistory.com/35

◎ 비트 논리 연산자

비트 논리 연산자는 총 &, |, ^, ~ 4개를 가지고있습니다.

비트 논리 연산자	구분
&	비트 곱 (AND)
|	비트 합 (OR)
^	베타적 비트 합 (XOR)
~	비트 부정 (NOT)

◎ 비트 곱은 비트 라는 것을 제외하고 생각하면 곱셈연산과 같습니다. 단, 비트별로 곱합니다.

◎ 비트 합은 비트 라는 것을 제외하고 생각하면 덧셈연산과 같습니다. 단, 비트별로 덧셈하며 결과값은 참/거짓(1/0)으로만 표현합니다.

◎ 베타적 비트 합은 비트별로 연산하며 같으면 거짓을 다르면 참을 반환합니다. 비트별 != 연산이라 생각하면 간단합니다.

◎ 비트 부정은 Not연산이며, 비트 보수 연산자라고 불리기도 합니다. 자기자신의 비트별 !연산이라 생각하면 간단합니다.

◎ 비트 곱 (AND)

#include<stdio.h>
 
void main()
{
 
    /*
    비트 곱은 비트별로 연산 한다느넛만 빼면 논리 곱과 똑같습니다.
    A(1100) 과 B(1010)을 비트 곱 한다 하면
    차례대로 
    1&1 = 1            (1*1 = 1)
    1&0 = 0            (1*0 = 0)
    0&1 = 0            (0*1 = 0)
    0&0 = 0            (0*0 = 0)
    이 나오게 됩니다. 오른쪽 처럼 생각하면 간단하죠?
    */    
 
    //예제 소스
    
    char Data = 0x86;         //16진수인 0x86은 2진법으로 표현하면 1000 0110 입니다.
    char BitMask = 0xf2;    //16진수인 0xf2는 2진법으로 표현하면 1111 0010 입니다.
    char Result = Data & Bitmask;    //이 2개의 수를 비트곱 연산을 하게되면, 값은 1000 0010이 나오게됩니다.
    // 즉 0x82가 나오게 됩니다.
 
    /*
    연산
    1 & 1 = 1
    0 & 1 = 0
    0 & 1 = 0
    0 & 1 = 0

    0 & 0 = 0
    1 & 0 = 0
    1 & 1 = 1
    0 & 0 = 0
    */
}

◎ 비트 합 (OR)

#include<stdio.h>
 
void main()
{
 
    /*
    비트 합은 비트별로 연산 한다는것만 빼면 논리 합과 똑같습니다.
    A(1100) 과 B(1010)을 비트 합 한다 하면
    차례대로 
    1|1 = 1            (1||1 = 1)
    1|0 = 1            (1||0 = 1)
    0|1 = 1            (0||1 = 1)
    0|0 = 0            (0||0 = 0)
    둘중 하나라고 비트값이 1 이면 1을 반환합니다.
    논리연산자중 ||을 생각해서 둘중 하나라고 참이면 참을 반환한다. 라고 생각하면 간단합니다.
    */    
 
    //예제 소스
    
    char Data = 0x86;         //16진수인 0x86은 2진법으로 표현하면 1000 0110 입니다.
    char BitMask = 0xf2;    //16진수인 0xf2는 2진법으로 표현하면 1111 0010 입니다.
    char Result = Data | Bitmask;    //이 2개의 수를 비트곱 연산을 하게되면, 값은 1111 0110이 나오게됩니다.
    // 즉 0xf6가 나오게 됩니다.
 
    /*
    연산
    1 | 1 = 1
    0 | 1 = 1
    0 | 1 = 1
    0 | 1 = 1

    0 | 0 = 0
    1 | 0 = 1
    1 | 1 = 1
    0 | 0 = 0
    */
}

◎ 베타적 비트 합 (XOR)

#include<stdio.h>
 
void main()
{
 
    /*
    베타적 비트 합은 비트별로 연산 한다는것만 빼면 논리연산자중 != 과 똑같습니다.
    A(1100) 과 B(1010)을 베타적 비트 합 한다 하면
    차례대로 
    1^1 = 1            (1!=1 = 0)
    1^0 = 1            (1!=0 = 1)
    0^1 = 1            (0!=1 = 1)
    0^0 = 0            (0!=0 = 0)
    두개의 값이 서로 다르다면 1 같으면 0을 반환합니다.
    논리연산자중 !=을 생각해서 둘이 다르다면 참을 반환 한다고 생각하면 간단합니다.
    */    
 
    //예제 소스
    
    char Data = 0x86;         //16진수인 0x86은 2진법으로 표현하면 1000 0110 입니다.
    char BitMask = 0xf2;    //16진수인 0xf2는 2진법으로 표현하면 1111 0010 입니다.
    char Result = Data ^ Bitmask;    //이 2개의 수를 비트곱 연산을 하게되면, 값은 0111 0100이 나오게됩니다.
    // 즉 0x74가 나오게 됩니다.
 
    /*
    연산
    1 ^ 1 = 0
    0 ^ 1 = 1
    0 ^ 1 = 1
    0 ^ 1 = 1

    0 ^ 0 = 0
    1 ^ 0 = 1
    1 ^ 1 = 0
    0 ^ 0 = 0
    */
 
    //여기서 특이한점은, 베타적 비트합을 2번 연산 하게되면 원래 값으로 돌아가게 됩니다.
 
    Result = Result ^ Bitmask;    // (0111 0100) ^ (1111 0010) = 1000 0110
 
    //이처럼 XOR 즉 베타적 비트 합은 암호화의 자주 사용 됩니다.
}

◎ 비트 부정 (NOT)

#include<stdio.h>
 
void main()
{
 
    /*
    비트 부정은 자기자신의 비트별로 연산 한다는것만 빼면 논리연산자중 ! 과 똑같습니다.
    논리연산자중 앞에 !을 붙이면 참과 거짓이 바뀌듯 비트값앞에 !을 붙이게되면 비트의 0과 1이 바뀌게 됩니다.
    따라서 A(1100)를 ~A 한다 하면
    차례대로 
    ~1 = 0            
    ~1 = 0            
    ~0 = 1            
    ~0 = 1            
    1은 0으로 0은 1로 연산하게 됩니다.
    */    
 
    //예제 소스
    
    char Data = 0x86;         //16진수인 0x86은 2진법으로 표현하면 1000 0110 입니다.
    char Result = ~Data;    //Data를 부정(~) 하게되면 0111 1001이 됩니다.
    // 즉 0x79가 나오게 됩니다.
 
    /*
    연산
    ~1 = 0
    ~0 = 1
    ~0 = 1
    ~0 = 1

    ~0 = 1
    ~1 = 0
    ~1 = 0
    ~0 = 1
    */
}

◎ 비트 이동 연산자

비트 이동 연산자는 총 << 과 >> 가지고있습니다.

#include<stdio.h>
 
void main()
{
 
    /*
    비트 이동 연산자는 비트의 위치를 왼쪽 또는 오른쪽으로 온긴다고 생각하면 됩니다.
    A(1101)를 B = A<<2; 라 하면 B의 값은 0100이 됩니다.
    A를 왼쪽으로 2번 쉬프트 하면 11 0100 이 됩니다. 하지만 범위를 초과한 비트는 버려지게 됩니다.
    따라서 0100만 남아서 B의 값이 됩니다. ( A값은 변하지 않습니다. )
    */    
 
    //예제 소스    
    char Data = 0x76;         //16진수인 0x86은 2진법으로 표현하면 0111 0110 입니다.
    char Result01 = Data<<2;    //Data를 <<2 하게되면 1101 1000이 됩니다.
    char Result02 = Data>>2;    //Data를 >>2 하게되면 0001 1101이 됩니다.
    char Result03 = Data<<8;    //Data를 <<8 하게되면 0000 0000이 됩니다.
}

참고 자료 1 : https://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%85%BC%EB%A6%AC_%EC%97%B0%EC%82%B0

참고 자료 2 : http://www.tipssoft.com/bulletin/board.php?bo_table=FAQ&wr_id=598

참고 자료 3 : https://msdn.microsoft.com/ko-kr/library/336xbhcz.aspx