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ビットが 1 かどうかを調べる | Programming Place Plus C言語編 逆引き

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この章の概要

この章の概要です。

目的

ある符号無し整数を構成する複数のビットの中の、任意の位置のビットが 1 かどうかを判定したいとします。

ビット演算は原則的に、符号無し整数型に対して使用します(第49章

ここでいう「任意のビット」は、特定の1つのビットでもいいですし、2ビット以上連続したり、飛び飛びであったりしてもいいものとします。たとえば、

といった具合です。

方法①(ビット積を使う)

あるビットが 1 かどうか判定するには、ビット積(ビットAND)(第49章)を使います。

調べたいビットにだけ "1" が立っている整数を用意し(これを BITS とします)、ターゲットの整数とのあいだでビット積を取ります。その結果が BITS と同じになれば、指定のビットのすべてが 1 になっています。

if ((ターゲットの整数 & BITS) == BITS) {
    // 調べたいビットのすべてが 1 になっている
}
else {
    // 調べたいビットのいくつかは 1 になっていない
}

実際に試してみます。結果をみたいので、if文はなくなり、printf関数の実引数の中で判定しています。

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    unsigned char n1 = 0xf0;
    unsigned char n2 = 0x80;
    unsigned char n3 = 0x7f;


    // 一番上位のビットが 1 かどうか
    printf("%d\n", (n1 & 0x80) == 0x80);
    printf("%d\n", (n2 & 0x80) == 0x80);
    printf("%d\n", (n3 & 0x80) == 0x80);
    puts("----");

    // 下位から数えて、3~7 ビット目の範囲がすべて 1 かどうか
    printf("%d\n", (n1 & 0x3c) == 0x3c);
    printf("%d\n", (n2 & 0x3c) == 0x3c);
    printf("%d\n", (n3 & 0x3c) == 0x3c);
    puts("----");

    // 奇数ビットがすべて 1 かどうか
    printf("%d\n", (n1 & 0x55) == 0x55);
    printf("%d\n", (n2 & 0x55) == 0x55);
    printf("%d\n", (n3 & 0x55) == 0x55);
    puts("----");

    return 0;
}

実行結果:

1
1
0
----
0
0
1
----
0
0
1
----

桁が多いと分かりづらいので、ここでは unsigned char型を使って、8bit の符号無し整数型で試しています。もっと大きい型を使っても、ビットの数が増えるだけで、やり方はなんら変わりません。

指定したビット "だけ" が 1 であるという判定ではないことに注意してください。指定しなかったビットにも 1 が立っている可能性はあります。たとえば、一番最初の printf関数のところで、0xf0 と 0x80 でビット積を取っています。0xf0 は2進法では 11110000、0x80 は2進法では 10000000 ですから、

  11110000
& 10000000
----------
  10000000

という演算になります。余計なところに 1 が立っていますが、結果としては 0x80 と同じになりますから、(0xf0 & 0x80) == 0x80 は真です。

指定したビット "だけ" が 1 であるという判定が必要ならば、はじめから ==演算子で比較すればいいだけです。0x80 == 0x80 なら真になりますが、0xf0 == 0x80 は偽になります。


参考リンク


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