3주차 과제 : 비트 연산자

비트 연산자

비트 연산자는 데이터를 비트(bit) 단위로 연산하기 때문에 0과 1로 표현 가능한 정수 타입만 비트 연산을 할 수 있다.

 

비트 논리 연산자 (&, |, ^)

구분	연산식			결과	설명
AND (논리곱)	1	&	1	1	두 비트 모두 1 일때 연산 결과 1
	1		0	0
	0		1	0
	0		0	0
OR (논리합)	1	|	1	1	두 비트 중 하나만 1일때 연산 결과 1
	1		0	1
	0		1	1
	0		0	0
XOR (배타적 논리합)	1	^	1	0	두 비트중 하나는 1이고 다른 하나가 0일 경우 연산결과 1
	1		0	1
	0		1	1
	0		0	0
NOT (논리 부정)		~	1	0	보수
			0	1

 

비트 이동 연산자 (<<, >>, >>>)

구분	연산식			설명
이동(쉬프트)	a	<<	b	정수 a의 각 비트를 b만큼 왼쪽으로 이동(빈자리는 0으로 채워진다.)
	a	>>	b	정수 a의 각 비트를 b만큼 오른쪽으로 이동(빈자리는 정수 a의 최상위 부호 비트(MSB)와 같은 값으로 채워진다.
	a	>>>	b	정수 a의 각 비트를 b만큼 오른쪽으로 이동 (빈자리는 0으로 채워진다.)

 

비트 연산자를 이용한 2진수 덧셈

public static void main(String[] args) {
        System.out.println(addBinaryPlus("1101","1011"));
        System.out.println(addBinaryNonPlus("1101","1011"));
    }

    //일반적인 덧셈연산
    public static String addBinaryPlus(String a, String b) {

        int aInt = Integer.parseInt(a, 2);
        int bInt = Integer.parseInt(b, 2);
        int sum = aInt + bInt;

        return Integer.toBinaryString(sum);
        
        //숫자가 커진다면 다음과 같이 사용합니다.
        /* 
         BigInteger aInt = new BigInteger(a, 2);
         BigInteger bInt = new BigInteger(b, 2);

         BigInteger sum = aInt.add(bInt);

         return sum.toString(2);
        */
    }

    //비트연산으로 덧셈 (최초 매개변수가 String 이라고 가정했을때)
    public static String addBinaryNonPlus(String a, String b) {

        int aInt = Integer.parseInt(a, 2);
        int bInt = Integer.parseInt(b, 2);

        return Integer.toBinaryString(addBin(aInt, bInt));
    }
    
    //재귀용 비트연산 함수
    public static int addBin(int a, int b) {
        if(b == 0) return a;
        //1. 두 비트 XOR 연산 : 두 비트가 다르면 1, 같으면 0
        //즉, 1+0, 0+1은 = 1이고 1+1, 0+0은 0이므로 두 비트의 올림수를 제외하고 덧셈을 할 수 있다.
        int sum = a^b;

        //2. AND 연산 : 두 비트가 모두 1이면 1 (==두 비트가 같을때)
        //1 + 1 의 비트는 올림수가 되므로 왼쪽으로 1 시프트 연산 (<<)
        int carry = (a&b) << 1;

        return addBin(sum, carry);
    }
 }

 

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reference by

 

https://kplog.tistory.com/274

[알고리즘] 4. 비트연산으로 2진수 덧셈 (XOR, AND, Shift, Binary Add)