~

チルダ（演算子）

意味ビット反転

~とは？

ビット演算子の一つで、数値を2進数として見て、それぞれの桁を反転させます。0は1に、1は0になります。

~の具体的な使い方

ビット反転演算の基本例

# ビット反転演算の基本例
a = 10  # 2進数で1010
result = ~a
print(f'~{a} = {result}')

# 2進数表記で確認
print(f'{a} の2進数表記: {bin(a)}')
print(f'{result} の2進数表記: {bin(result)}')

👇出力結果

~10 = -11
10 の2進数表記: 0b1010
-11 の2進数表記: -0b1011

変数aに10を代入し、ビット反転演算子(~)を使って計算しています。aを2進数で見ると1010です。この数の各ビットを反転させると0101になりますが、Pythonでは2の補数表現を使用するため、結果は-11となります。

ビット反転を使ったビットマスクの作成

# 8ビットのマスクを作成
mask = 0b11110000
inverted_mask = ~mask & 0xFF  # 8ビットに制限

print(f'元のマスク: {bin(mask)}')
print(f'反転したマスク: {bin(inverted_mask)}')

👇出力結果

元のマスク: 0b11110000
反転したマスク: 0b1111

ビット反転は、ビットマスクの作成に役立ちます。この例では、8ビットのマスクを反転させています。&演算子と0xFFを使用して、結果を8ビットに制限しています。

~に関するよくある質問

Q. ビット反転とは何ですか？

A. ビット反転は、数値の2進表現で各ビットを反転させる操作です。0は1に、1は0になります。Pythonでは ~ 演算子を使用します。

Q. なぜ結果が負の数になるの？

A. ビット反転は符号ビットも含めて反転するため、正の数を反転すると負の数になります。具体的には、2の補数表現により、結果は -(x+1) となります。

Q. ビット反転の実用的な使用例は？

A. ビット反転は、ビットマスクの作成やビットフラグの操作、特定のビットパターンの生成などで使用されます。また、暗号化アルゴリズムの一部としても利用されることがあります。

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