先生と生徒の会話形式で理解しよう

生徒

「先生、JavaScriptでビット演算ってよく聞くけど、そもそもビットって何ですか？」

先生

「ビットとは、0か1のどちらかの値を持つ最小の単位です。コンピュータは内部で数字をこの0と1で表して計算しています。」

生徒

「なるほど。でも、普通の足し算や掛け算と何が違うんですか？」

先生

「ビット演算は、数字を2進数に変換して、その各桁ごとに論理演算を行う方法です。高速に処理できるため、特定の計算やフラグ管理などでよく使われます。」

1. ビット演算子の種類

JavaScriptでよく使われるビット演算子には以下の種類があります。

&（AND演算）: 両方のビットが1のときだけ1になります。
|（OR演算）: どちらかのビットが1なら1になります。
^（XOR演算）: どちらか一方が1のとき1になります。
~（NOT演算）: ビットを反転させます。
<<（左シフト）: ビットを左に移動させます。
>>（右シフト）: ビットを右に移動させます（符号付き）。
>>>（右シフト）: ビットを右に移動させます（符号なし）。

2. AND演算とOR演算の基本

AND演算とOR演算は、フラグ管理や条件チェックによく使われます。


// AND演算
console.log(5 & 3); // 1
// OR演算
console.log(5 | 3); // 7

1
7

ここで、5は2進数で0101、3は0011です。AND演算は両方1の桁だけ1になるため0101 & 0011 = 0001となり、結果は1です。

3. XOR演算とNOT演算

XOR演算はビットが異なる場合に1になります。NOT演算はビットを反転させます。


// XOR演算
console.log(5 ^ 3); // 6
// NOT演算
console.log(~5); // -6


6
-6

NOT演算は、符号付き整数の二進数表現で反転するため、マイナスの値になります。

4. シフト演算の使い方

シフト演算はビットを左右にずらすことができ、数値の2倍や半分にする計算によく使われます。


// 左シフト（2倍）
console.log(5 << 1); // 10
// 右シフト（半分）
console.log(5 >> 1); // 2


10
2

左に1ビットずらすと2倍、右に1ビットずらすと半分になるイメージです。

5. ビット演算の活用例

ビット演算は条件チェックやフラグ管理、パフォーマンスが重要な計算で活用されます。


// フラグ管理の例
let FLAG_A = 1; // 0001
let FLAG_B = 2; // 0010
let FLAG_C = 4; // 0100

let status = FLAG_A | FLAG_C; // FLAG_AとFLAG_CをONにする
console.log((status & FLAG_A) !== 0); // true
console.log((status & FLAG_B) !== 0); // false