[PHP 기초강좌] 연산자 - 비트 연산자

비트 연산자

 

 비트 연산은 이진 데이터를 연산 하기 때문에 먼저 비트와 바이트의 개념에 대해서 간략하게 살펴보고 비트 연산에 대해서 알아보도록 하겠습니다.   

 

 

비트( bit, binary digit )

비트(bit)는 binary digit의 약자입니다. 비트는 0과 1의 값만 가질 수 있으며, 그 표현은 기수법 2진수로 표현합니다. 컴퓨터 시스템은 0은 off를 의미하며 on은 1을 의미합니다.

 

바이트(Byte)

바이트는 정보의 기본단위이며 일련의 비트(bit)로 구성됩니다. 1바이트 당 8비트로 구성되었습니다.

 

단위/기호	용량 단위
1바이트(Byte)	8 bit
1킬로바이트(KB)	1024 Byte
1메가바이트(MB)	1024 KB
1기가바이트(GB)	1024MB
1테라바이트(TB)	1024GB
1페타바이트(PB)	1024TB
1엑사바이트(EB)	1024PB

 

비트 연산자 

 

연산자 기호	연산자 명	사용 예	결과
&	and	$a &  $b	두 변수 $a와 $b의 이진 데이터를 비트 단위로 비교하여 and 연산을 합니다.
|	or	$a |  $b	두 변수 $a와 $b의 이진 데이터를 비트 단위로 비교하여 or 연산을 합니다.
^	xor	$a ^  $b	두 변수 $a와 $b의 이진 데이터를 비트 단위로 비교하여 xor 연산을 합니다.
~	not	~$a	이진 데이터를 반전 시킵니다. 1은 0으로 0은 1로 변경합니다.
<<	shift left	$a <<  $b	$a를 왼쪽으로 $b bit만큼 이동합니다.
>>	shift right	$a >>  $b	$a를 오른쪽으로 $b bit만큼 이동합니다.

 

and(&) 비트 연산

 

다음 예제는 두 변수의 이진 데이터를 and 연산하여 결과를 출력합니다.

bit	bit	bit
1	0	1	5
1	0	0	4
1 = true	0 = false	0 = false	4

두 변수를 bit 단위로 연산하는 데 있어서 1은 true, 0은 false를 의미합니다. and 연산은 비교하는 두 bit가 모두 1일 경우에만 true로 연산합니다. 그렇지 않은 경우는 false입니다.

<?php

$a=5;
$b=4;

echo "\$a = ".decbin($a)."<br/>"; //결과 이진수 101
echo "\$b = ".decbin($b)."<br/>"; // 결과 이진수 100
echo "결과 :".($a & $b);

<그림 1> and 비트 연산 예제 결과

 

or(|) 비트 연산

다음 예제는 두 변수의 이진 데이터를 or 연산하여 결과를 출력합니다.

bit	bit	bit
1	0	1	5
1	0	0	4
1=true	0=false	1=true	5

두 변수의 or연산은 비교하는 두 bit가 그 중 하나만 true여도 true로 계산하여 처리합니다. 두 변수의 비교 bit가 모두 false이어야만 false로 연산합니다. 

<?php

$a=5;
$b=4;

echo "\$a = ".decbin($a)."<br/>"; //결과 이진수 101
echo "\$b = ".decbin($b)."<br/>"; // 결과 이진수 100
echo "결과 :".($a | $b); //결과 5

<그림 2>or 비트 연산 예제 결과

 

not(~) 비트 연산

다음 예제는 변수 $b를 not 연산하여 반전 시킵니다. $b의 2이진 데이터는 10입니다. not 연산을 하여 0을 1로 1을 0으로 반전 시킵니다. 그리고  두 변수 $a와 $b를 and 연산합니다.

<?php

$a=4;
$b=2;

echo "\$a = 0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000".decbin($a)."<br/>"; //결과 이진수 0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000100
echo "\$b = ".decbin(~$b)."<br/>"; // 결과 이진수 1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111101
echo "결과 :".($a & ~$b); //결과 4

<그림 3> not 비트 연산 예제 결과

 

 

shift left(<<)  비트 연산과  shift right(>>) 비트 연산

두 변수 $a, $b를 shift left 비트 연산을 하면 $a × $b × 2 이와 같이 연산을 하며, shift right 비트 연산을 하면 $a ÷ $b × 2 이와 같은 연산을 합니다.

 

[shift left 비트 연산]

2개의 bit를 추가를 하여 10진수 12의 값이 10진수 48이 되었습니다.

	bit	bit	bit	bit	bit	bit	bit
$a	0	1	1	0	0	0	0	48
		12				2개의 bit를 추가

 

<?php

$a=12;
$b=2;
echo "\$a = ".decbin($a)."<br/>"; // 결과 이진수 1100
echo "\$b = ".decbin($b)."<br/>"; // 결과 이진수 10
echo $a << $b;

?>

<그림 4> shift left 비트 연산 예제 결과

 

[shift right 비트 연산]

2개의 bit를 제거하여 10진수 12가 10진수 3이 되었습니다.

	bit	bit	bit	bit	bit	bit	bit
$a	0	0	0	0	0	1	1	3
	0	0	0	1	1	0	0	12
						2개 bit를 제거

 

<?php

$a=12;
$b=2;
echo "\$a = ".decbin($a)."<br/>"; // 결과 이진수 1100
echo "\$b = ".decbin($b)."<br/>"; // 결과 이진수 10
echo $a >> $b;

?>

<그림 5> shift right 비트 연산 예제 결과