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比較演算子、論理演算子、ビット演算子

今回はJavaの比較演算子、論理演算子、ビット演算子について説明していきます。

比較演算子

比較演算子とは変数や値などが大きいか小さいか等しいかなどを調べるために使われる演算子で、主にif文等でよく使われます。
以下のコードを見てください。

a == b	aとbは等しい
a != b 	aとbは等しくない
a > b	aはbより大きい
a >= b　aはb以上(aはbと等しいかbより大きい)
a < b	aはbより小さい
a <= b	aはb以下(aはbと等しいかbより小さい)

等しいかを調べる時にはイコール「=」を二つ続けて書きます。
一つだけだと値を代入してしまうので注意です。
その他は書いてある通りですが、「<=」や「>=」のように「以上」とか「以下」って書いてあるものはその値も含んで大きいか小さいかを表しています。

当たり前のように使う比較演算子ですのでしっかり覚えてください。

論理演算子

論理演算子とは、boolean同士の値やbooleanを返す式の結果を比較して、booleanの値を返す演算子です。
論理積とか論理和、NOT演算などがあります。

論理積(AND演算)

論理積はAND演算などとも呼ばれ、「&」か「&&」で表します。

		boolean a,b,c,res;
		a = true;
		b = false;
		c = true;
		//論理積(AND演算)
		res = a && b; // false
		res = a & c; // true

論理積は比較するboolean値がどちらも「true」だった場合には「true」を返し、どちらかが一方でも「false」だった場合は「false」を返します。

論理和(OR演算)

論理和はOR演算などとも呼ばれ、「|」か「||」で表します。

		boolean a,b,c,res;
		a = true;
		b = false;
		c = true;
		//論理和(OR演算)
		res = a | b; // true
		res = a || c; // true

論理和は比較するboolean値のどちらか一方が「true」であれば「true」を返します。
どちらも「false」だった場合にのみ「false」を返します。

反転(NOT演算)

反転はNOT演算などとも呼ばれ、「!」で表します。

		boolean a,b,c,res;
		a = true;
		b = false;
		c = true;
		//反転(NOT演算)
		res = !a; // false
		res = !b; // true

NOT演算は単純にboolean値を反転させるだけのもので、「true」は「false」に、「false」は「true」になります。

これらの演算もif文などで「かつ」とか「または」という条件を複数適用させるときによく使いますので、覚えておいてください。

ビット演算子

ビット演算子とは0と1で表される各ビットの演算に使われる演算子です。
ビット演算子は、論理積、論理和、排他的論理和、ビットシフトなどの演算子があります。

		//論理積
		0011 & 1101 → 0001;
		//論理和
		0110 | 1000 → 1110;
		//排他的論理和
		0110 ^ 1101 → 1011;
		//反転
		~0101 → 1010

ビット演算の論理積は「&」で表し、各ビットがどちらも「1」の場合のみ「1」になり、どちらかが「0」の場合「0」になります。

ビット演算の論理和は「|」で表し、各ビットのどちらかが「1」であれば「1」になり、どちらも「0」の場合のみ「0」になります。

ビット演算の排他的論理和は「^」で表し、各ビットが「同じ値」であれば「0」になり、異なる値であれば「1」になります。

ビット演算の反転は「~」で表し、各ビットの値を反転させます。「0」ならば「1」に、「1」ならば「0」になります。

ビットシフト演算子

ビットシフト演算子とは各ビット値を左右に移動させるために使う演算子です。

		//左シフト
		0101 << 1 → 1010
		//右シフト(算術シフト)
		1011 >> 1 → 1101
		//右シフト(算術シフト)
		1011 >> 2 → 1110
		//右シフト(論理シフト)
		1100 >>> 2 → 0011

左シフトは「<< 桁数」で表し、指定した桁数分だけ左にシフトします。空いたビットは「0」で埋められます。

右シフト(算術シフト)は「>> 桁数」で表し、指定した桁数分だけ右にシフトします。空いたビットは「最上位ビットと同じ値」で埋められます。

右シフト(論理シフト)は「>>> 桁数」で表し、指定した桁数分だけ右にシフトします。空いたビットは「0」で埋められます。

上記のコードを見ていただければシフト演算がどういうものが何となくわかってもらえると思います。
注意して欲しいのは右シフトです。
算術シフトと論理シフトの二つがあり、左端の空いたビットを埋める値が違います。
算術シフトでは、負の整数(符号ありの整数)の場合、一番左端の最上位ビットが符号の意味を持つため、シフトによって符号が変化しないように空いたビットは「最上位ビットと同じ値」で埋められるようになっています。
論理シフトは最上位ビットが何であってもとにかく空いたビットは「0」で埋めます。
このような違いがあるのでご注意ください。

ビット演算子はプログラミング初心者の方は使うことはほとんどないと思います。
そういえばそんな演算子もあったなぁっと頭の隅に入れておいて、使う時が来たらまた読み返しにくるぐらいでいいと思います。

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