비트 연산은 값을 계산한다기보다 비트 패턴을 켜고 끄고 검사하는 도구에 가깝습니다.

• 플래그를 켜고 끄고 검사하는 패턴을 빠르게 다시 보고 싶다
• <<와 >>를 산술처럼 읽어도 되는지 확인하고 싶다
• signed 타입에 비트 연산을 섞을 때 어디서 위험해지는지 정리하고 싶다

숏컷 코드

flags |= BIT;   // set
flags &= ~BIT;  // clear
flags ^= BIT;   // toggle
if (flags & BIT) { }

문법

비트 연산은 특정 자리에만 영향을 주는 마스크를 먼저 만든 뒤, 그 마스크로 값을 조작하는 방식으로 읽으면 가장 쉽습니다.

enum {
    FLAG_READ  = 1u << 0,
    FLAG_WRITE = 1u << 1,
    FLAG_EXEC  = 1u << 2
};

unsigned int perms = 0;

perms |= FLAG_READ;
perms |= FLAG_WRITE;
perms &= ~FLAG_WRITE;

if (perms & FLAG_READ) {
    printf("read enabled\n");
}

1u << n은 "2의 n제곱"보다 "n번째 비트를 켠 마스크"로 보는 편이 실전적입니다.

if ((perms & FLAG_READ) != 0u) {
    printf("read enabled\n");
}

비트 검사에서는 "0이 아닌가"까지 같이 읽는 편이 조건 의미가 더 분명합니다.

경계 이해

왼쪽 shift는 비트 위치를 만들거나 비트 패턴을 밀 때 자주 씁니다.

unsigned int bit0 = 1u << 0;  // 0001
unsigned int bit1 = 1u << 1;  // 0010
unsigned int bit2 = 1u << 2;  // 0100

반대로 signed 값을 오른쪽 shift하기 시작하면 부호 비트 해석이 섞여 의미가 흐려질 수 있습니다.

int x = -8;
int y = x >> 1;   // 구현 의존적인 결과 가능

그래서 bitmask, flags, 레지스터 같은 코드는 unsigned를 기본형으로 두는 편이 안전합니다.

반대로 이런 식은 읽기 어렵습니다.

if (flags & FLAG_READ == 0) { }

우선순위 때문에 의도와 다르게 읽히기 쉬우므로 괄호를 같이 두는 편이 낫습니다.

if ((flags & FLAG_READ) == 0u) { }

체크포인트

• |는 특정 비트를 켭니다.
• & ~mask는 특정 비트를 끕니다.
• ^는 토글입니다.
• & mask는 켜져 있는지 검사할 때 씁니다.
• 1u << n은 n번째 비트 마스크를 만드는 기본 패턴입니다.
• 비트 패턴 조작은 unsigned 타입을 기본으로 보는 편이 안전합니다.

주의할 점