오늘 수업에서는 Java Bitwise Operators에 대해 알아보고 사용 방법의 예를 살펴보겠습니다. 당신은 아마 "비트"라는 단어에 익숙할 것입니다. 그렇지 않다면 그것이 무엇을 의미하는지 기억해 봅시다 :) 비트는 컴퓨터에서 가장 작은 정보 단위입니다.
그것의 이름은 이진수 에서 온다 . 비트는 1 또는 0의 두 숫자 중 하나로 표현할 수 있습니다. 1과 0을 기반으로 하는 특별한 이진수 시스템이 있습니다. 우리는 여기서 수학적 정글을 탐구하지 않을 것입니다. Java의 모든 숫자는 이진 형식으로 변환될 수 있습니다. 이렇게 하려면 래퍼 클래스를 사용해야 합니다.
예를 들어 다음은 int 에 대해 이를 수행하는 방법입니다 .
public class Main {
public static void main(String[] args) {
int x = 342;
System.out.println(Integer.toBinaryString(x));
}
}
콘솔 출력:
101010110 1010 10110(쉽게 읽을 수 있도록 공백을 추가했습니다)은 십진법으로 숫자 342입니다. 우리는 실제로 이 숫자를 0과 1의 개별 비트로 분해했습니다.
비트에 대해 수행되는 연산을 bitwise 라고 합니다 .
이 연산자는 매우 간단합니다. 숫자의 각 비트를 전달하고 비트를 뒤집습니다. 0은 1이 되고 1은 0이 됩니다. 이것을 숫자 342에 적용하면 다음과 같이 됩니다.
101010110은 이진수로 표현되는 342입니다 .
public class Main {
public static void main(String[] args) {
int x = 342;
System.out.println(~x);
}
}
콘솔 출력:
169 169는 친숙한 십진법의 결과(
010101001 )입니다 :)
보시다시피 논리 AND(
&& )와 상당히 유사해 보입니다.
&& 연산자 는 두 피연산자가 모두 true인 경우에만 true를 반환합니다. Bitwise
&는 비슷한 방식으로 작동합니다. 두 숫자를 비트 단위로 비교합니다. 비교는 세 번째 숫자를 생성합니다. 예를 들어, 숫자 277과 432를 살펴보겠습니다. 110110000은 이진수
로 표현된 277입니다 . 이것은 AND 연산자이기 때문에 두 비트가 모두 1인 경우에만 결과가 1이 됩니다. 다른 경우에는 결과가 0입니다. 100010101
&& 연산자 먼저 두 숫자의 첫 번째 비트를 비교한 다음 두 번째 비트, 세 번째 비트 등을 비교합니다. 보시다시피 숫자의 해당 비트가 모두 1인 경우는 두 가지뿐입니다(첫 번째 및 다섯 번째 비트). 다른 모든 비교는 0을 생성했습니다. 그래서 결국 우리는 숫자 10001000을 얻었습니다. 십진법에서는 숫자 272에 해당합니다. 확인해 봅시다.
public class Main {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(277&432);
}
}
콘솔 출력:
272
이 연산자는 같은 방식으로 작동합니다. 두 숫자를 비트 단위로 비교합니다. 이제 비트 중 적어도 하나가 1이면 결과는 1입니다. 동일한 숫자(277 및 432)를 살펴보겠습니다. 100010101
| 110110000 _______________ 110110101 - 결과
| 연산자 여기서 우리는 다른 결과를 얻습니다. 0으로 남아 있는 유일한 비트는 두 숫자 모두에서 0이었던 비트입니다. 결과는 숫자 110110101입니다. 십진법에서는 숫자 437에 해당합니다. 확인해 보겠습니다.
public class Main {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(277|432);
}
}
콘솔 출력:
437 모든 것을 올바르게 계산했습니다! :)
우리는 아직 이 연산자를 만나지 못했습니다. 그러나 그것에 대해 복잡한 것은 없습니다. 일반적인 OR 연산자와 유사합니다. 한 가지 차이점이 있습니다. 일반 OR은 적어도 하나의 피연산자가 참이면 참을 반환합니다. 그러나 반드시 하나일 필요는 없습니다. 두 피연산자가 모두 참이면 결과도 참입니다. 그러나 배타적 OR은 피연산자 중 정확히 하나만 true인 경우에만 true를 반환합니다. 두 피연산자가 모두 참이면 일반 OR은 참("적어도 하나는 참")을 반환하지만 XOR은 거짓을 반환합니다. 이것이 배타적 OR이라고 불리는 이유입니다.
이전 비트 연산자가 어떻게 작동하는지 알면 277 ^ 432 를 쉽게 계산할 수 있습니다. 하지만 한 번 더 함께 파헤쳐 봅시다 :) 100010101
^ 110110000 _______________ 010100101 - ^ 의 결과
연산자 이것이 우리의 결과입니다. 두 숫자에서 동일한 비트는 0을 생성합니다("유일한" 테스트가 실패했음을 의미). 그러나 0-1 또는 1-0 쌍을 이루는 비트는 1이 됩니다. 결과는 숫자 010100101입니다. 십진법에서는 숫자 165에 해당합니다. 계산이 올바른지 확인해 보겠습니다.
public class Main {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(277^432);
}
}
콘솔 출력:
165 Super! 모든 것이 우리가 생각한 그대로입니다 :) 이제 비트 시프트 연산자에 대해 알아볼 시간입니다. 그 이름은 그 자체로 말합니다. 우리는 어떤 숫자를 취하고 그 비트를 왼쪽이나 오른쪽으로 움직입니다 :) 어떻게 보이는지 봅시다:
왼쪽으로 이동
왼쪽으로의 비트 이동은
<< 로 표시됩니다 . 예를 들면 다음과 같습니다.
public class Main {
public static void main(String[] args) {
int x = 64;//value
int y = 3;// Shift distance
int z = (x << y);
System.out.println(Integer.toBinaryString(x));
System.out.println(Integer.toBinaryString(z));
}
}
이 예에서 숫자 x = 64를 값이라고 합니다. 우리가 이동할 값의 비트입니다.
비트를 왼쪽으로 이동합니다( << 연산자 의 방향으로 추측할 수 있음 ) 이진법에서 숫자 64 = 1000000 숫자
y = 3 을 이동 거리라고 합니다.
이동 거리는 오른쪽/왼쪽으로 숫자 x 의 비트를 이동하려는 비트 수를 나타냅니다 . 이 예에서는 왼쪽으로 3비트 이동합니다. 이동 과정을 보다 명확하게 보려면 그림을 보십시오. 이 예에서는
int 를 사용합니다. 정수는 컴퓨터 메모리에서 32비트를 차지합니다. 이것이 우리의 원래 숫자 64의 모습입니다.
이제 각 비트를 가져와 문자 그대로 왼쪽으로 3자리 이동합니다.
우리가 얻은 것을 살펴보십시오. 보시다시피 모든 비트가 이동했고 범위 가장자리에서 또 다른 3개의 0이 추가되었습니다. 3, 3만큼 이동했기 때문입니다. 10만큼 이동했다면 10개의 0이 추가되었을 것입니다.
따라서 x << y 라는 표현은 "숫자
x 의 비트를 왼쪽으로 y만큼 이동"을 의미합니다. 식의 결과는 1000000000이며 십진법으로 512입니다. 점검 해보자:
public class Main {
public static void main(String[] args) {
int x = 64;//value
int y = 3;// Shift distance
int z = (x << y);
System.out.println(z);
}
}
콘솔 출력:
512 Spot on! 이론적으로 비트는 끝없이 이동할 수 있지만 숫자가 int 이기 때문에
사용할 수 있는 이진수는 32개뿐입니다. 이 중 7개는 이미 64개(1000000)가 점유하고 있습니다. 따라서 왼쪽으로 27자리를 이동하면 데이터 유형의 범위를 벗어나 손실되는 유일한 자리가 됩니다. 0 만 남을 것입니다!
public class Main {
public static void main(String[] args) {
int x = 64;//value
int y = 26;// Shift distance
int z = (x << y);
System.out.println(z);
}
}
콘솔 출력:
0 예상대로 하나는 사용 가능한 32비트를 넘어 이동하여 사라졌습니다. 우리는 0으로만 구성된 32비트 숫자로 끝났습니다.
당연히 이것은 십진법에서 0에 해당합니다. 다음은 왼쪽으로의 이동을 기억하는 간단한 규칙입니다. 왼쪽으로 이동할 때마다 숫자에 2를 곱합니다. 비트 111111111 << 3의 그림 없이 다음 식을 계산해 봅시다. 숫자 111111111에 2를 곱해야
합니다 . 결과적으로 888888888이 됩니다. 몇 가지 코드를 작성하고 확인하겠습니다.
public class Main {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(111111111 << 3);
}
}
콘솔 출력:
888888888
오른쪽으로 이동
이 작업은 >> 로 표시됩니다 . 같은 일을 하지만 방향이 다릅니다! :) 우리는 바퀴를 재발명하지 않을 것입니다.
동일한 int 64 로 시도해 봅시다 .
public class Main {
public static void main(String[] args) {
int x = 64;//value
int y = 2;// Shift distance
int z = (x >> y);
System.out.println(z);
}
}
오른쪽으로 2만큼 이동한 결과 숫자의 극단에 있는 두 개의 0이 범위를 벗어나 손실됩니다. 우리는 10000을 얻습니다. 이것은 십진법의 숫자 16에 해당합니다. 콘솔 출력:
16 다음은 오른쪽으로의 이동을 기억하기 위한 간단한 규칙입니다. 오른쪽으로의 각 이동은 2로 나누고 나머지는 버립니다. 예를 들어, 35
>> 2 는 35를 2로
두 번 나누어 나머지를 버려야 함을 의미합니다. 35/2
= 17(나머지 1 버리기) 17/2 = 8(나머지 1 버리기) 8과 같아야 합니다. 확인해 보겠습니다.
public class Main {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(35 >> 2);
}
}
콘솔 출력:
8
Java의 연산자 우선 순위
코드를 작성하고 읽는 동안 여러 작업을 결합한 표현식을 자주 보게 됩니다. 실행 순서를 이해하는 것이 매우 중요합니다(그렇지 않으면 결과에 놀랄 수 있습니다). Java에는 많은 작업이 있으므로 각 작업은 특수 테이블에 할당되었습니다.
연산자 우선순위
| 연산자 |
상위 |
| 접미사 |
expr++ expr-- |
| 단항 |
++expr --expr +expr ~ ! |
| 곱셈 |
* / % |
| 첨가물 |
+ - |
| 옮기다 |
<< >> >>> |
| 관계형 |
< > <= >= 인스턴스의 |
| 평등 |
== != |
| 비트 AND |
& |
| 비트 배타적 OR |
^^ |
| 비트 포함 OR |
| |
| 논리적 AND |
&& |
| 논리적 OR |
|| |
| 세 개 한 벌 |
? : |
| 과제 |
= += -= *= /= %= &= ^= |= <<= >>= >>>= |
모든 작업은 우선 순위를 고려하여 왼쪽에서 오른쪽으로 수행됩니다. 예를 들어, 우리가 쓴다면
int x = 6 - 4/2;
그런 다음 나눗셈 연산(
4/2 )이 먼저 수행됩니다. 두 번째로 나오더라도 우선 순위가 더 높습니다. 괄호와 대괄호는 최대 우선 순위를 나타냅니다. 당신은 아마 학교에서 그것을 기억할 것입니다. 예를 들어 식에 추가하면
int x = (6 - 4)/2;
그런 다음 빼기가 괄호로 묶여 있으므로 빼기가 먼저 수행됩니다. 논리
&& 연산자의 우선 순위는 다소 낮으므로(표 참조) 일반적으로 마지막에 옵니다. 예를 들어:
boolean x = 6 - 4/2 > 3 && 12*12 <= 119;
이 식은 다음과 같이 실행됩니다.
boolean x = 6 - 2 > 3 && 12*12 <= 119;
boolean x = 6 - 2 > 3 && 144 <= 119;
boolean x = 4 > 3 && 144 <= 119;
다음으로 비교 연산자가 실행됩니다.
boolean x = true && 144 <= 119;
boolean x = true && false;
그리고 마지막으로 AND 연산자(
&& )가 마지막으로 실행됩니다.
boolean x = true && false;
boolean x = false;
예를 들어 더하기(
+ ) 연산자는 != (같지 않음) 비교 연산자 보다 우선 순위가 높습니다 . 따라서 식에서
boolean x = 7 != 6+1;
6+1 작업이 먼저 수행된 다음 7 != 7 검사(거짓으로 평가됨), 마지막으로 결과(거짓)를 변수 x에 할당합니다(할당은 일반적으로 모든 연산자의 우선 순위가 가장 낮습니다. 참조
) . 탁자). 휴! 엄청난 교훈이었지만 해냈습니다! 이 단원이나 이전 단원 중 일부를 완전히 이해하지 못했다고 걱정하지 마십시오. 앞으로 이러한 주제에 대해 두 번 이상 다룰 것입니다. 논리 및 수치 연산에 대한 몇 가지 CodeGym 강의입니다. 우리는 곧 이것들을 다루지 않을 것이지만 지금 그것들을 읽는 것이 나쁠 것은 없습니다.
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