비트 이동(shift) 연산자는 방향에 따라 두 가지가 있는데 <<연산자는 왼쪽 이동 연산자이고 >>는 오른쪽 이동 연산자이다. 쉬프트(shift)는 비트의 자리를 이동시킨다는 용어인데 이 연산자의 오른쪽에 적인 숫자의 자리수만큼 순차적으로 이동시킨다. 사용 문법은 var<<n (혹은 var>>n) 이며 변수 var을 n비트 좌측(혹은 우측)으로 이동시킨다.

비트들이 자리 이동을 하게 되면 밀려나서 버려지는 비트들이 있으며 반대로 채워야되는 자리가 생기게 되는데 두 가지 경우가 약간 차이가 있다. 먼저, 왼쪽으로 비트들을 이동시키는 << 연산자의 경우 비트들이 왼쪽으로 자리를 이동하게 되면 비는 공간을 0으로 채우게 되며 자리 이동으로 인해 밀려나가는 비트들은 모두 버려지게 된다.

반면, 오른쪽으로 비트들을 이동시키는 >>연산의 경우는 오른쪽으로 밀려나가는 비트들은 버려지지만 좌측에 생기는 빈 공간에는 부호가 없는 데이터형이면 0으로, 반대로 부호가 있는 데이터형은 부호를 유지시키기 위해서 원래 변수 값의 최상위비트(MSB)로 채운다. (주의할 것)

 예를 들어 (unsigned char) ucx=5 라면 ucx<<= 2 명령에 의해 원래 (0b00000101)이 (0b00010100) 십진수로 20이 된다. 왼쪽으로 쉬프트는 2를 곱하는 효과가 있으므로 2번 쉬프트하면 4를 곱한 효과가 난다.

반대로 ucx>>=2 는 결과값이 (0b00000001)이 된며 오른쪽으로 쉬프트하는 것은 2로 나눈 효과가 있게 된다. 이 경우 ucx변수가 부호가 없는 데이터형이기 때문에 최상위비트는 0으로 채워진다.

 만약 부호가 있는 데이터형 변수 (char) ca=-2 이라면 2진수로 표현하면 0b11111110 이다. 이것을 cA>>=1 연산을 한 결과는 0b11111111이 된다 (십진수로는 –1이다.). 이 경우는 부호가 있는 데이터형이기 때문에 최상위 비트가 원래 부호비트값인 1로 채워지는 것이다.

 다음 예제를 입력하고 결과를 확인해 보자.

이진수로는 0b00000101, 0b00101000, 0b00000010 에 각각 해당된다.

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 bitwise - not 연산자 ~ 는 단항 연산자로 각 비트를 반전(toggle)시킨다. 즉 1은 0으로, 0은 1로 바꾼다.

표 3.5.4 비트not연산

이 연산은 전체 비트에 대해서 수행된다. 예를 들면 다음과 같다.

 다음 예제는 위의 네 가지 비트 연산(&, |, ^, ~)을 수행한 결과를 16진수로 보여주는 예제이다. 전 절에서도 소개한 바와 같이 printf()함수에서 정수를 16진수로 표시하는 서식 문자는 ‘%x’이다. 연습을 위해서 16진수 하나하나를 이진수로 바꾼 다음 손으로 연산을 수행해 보기를 권한다.

여기에서 typedef 명령에 의해서 unsigned char 형은 uchar 로 줄여서 사용할 수 있다. 즉, main()함수 내의 uchar 은 unsigned char 와 같다.

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 비트 xor 연산자(^)는 두 피연산자의 같은 위치의 비트끼리 xor 연산을 수행한다. 두 비트의 xor 연산은 두 비트가 서로 다른 경우에는 1, 같은 경우는 0이다. 그 진리표는 다음 표와 같다.

[표 1] 비트 xor 연산

두 비트의 연산은 이해하기 쉬우나 세 개 이상의 비트들에 대해서 xor 연산을 수행하면 결과가 어떻게 될지 예측하기는 쉽지 않다. 다음 표에 세 비트의 xor 결과를 기록하였다.

[표 2] 세 비트의  xor 연산

일반적으로 n개 비트들의 xor 결과는 1의 개수가 홀수 개이면 1, 짝수 개이면 0이다. 위의 두 표에서도 이 규칙이 적용되므로 확인해 보기 바란다.

 다음 예제로 xor 연산 결과를 살펴보자.

이제 변수 ucZ에 저장되는 값은 다음과 같이 계산된다.

 이 bit-xor 연산을 이용하면 원하는 비트를 반전시키는데(toggle) 응용할 수 있다. 만약 어떤 데이터에서 상위 4비트는 그대로 유지하고 하위 4비트만을 반전시키고자 하면 다음과 같이 한다.

위의 예에서 보면 0x0f(=0b00001111)과 xor연산을 취하면 하위 4비트만 반전됨을 알 수 있다. 상위 4비트는 원래 값을 유지한다. 그 결과로 uca변수에는 0xb5가 남는다.

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