【C言語】ビット演算子を使って2倍・半分を計算する方法

ビット演算子は、オペランドのビット単位(2進数の各桁)に対して直接操作を行う演算子です。シフト演算を活用すると、掛け算や割り算を高速に処理できるため、組み込み開発やパフォーマンスが求められる場面でよく使われます。

C言語の主なビット演算子一覧

AND演算の真理値表

OR演算の真理値表

XOR演算の真理値表

ポイント:シフト演算による2倍と半分の計算

2進数において、左に1ビットシフト(<<1)すると値は2倍になり、右に1ビットシフト(>>1)すると値は半分(整数除算)になります。これは「10進数で桁をずらすと10倍・1/10になる」のと同じ原理です。

サンプルプログラム

以下は、ビット演算子を使って入力された整数の2倍と半分を計算するCプログラムです。

#include<stdio.h>
main(){
   int a;
   printf("Enter a\n");
   scanf("%d",&a);
   printf("%d*2=%d \n",a,a<<1);
   printf("%d/2=%d \n",a,a>>1);
}

実行結果

このプログラムを実行すると、次のような出力が得られます。

Run 1:
Enter a
45
45*2=90
45/2=22
Run 2:
Enter a
65
65*2=130
65/2=32

解説

1回目の実行では45を入力したため、a<<1(左シフト)により90(45×2)、a>>1(右シフト)により22(45÷2の商)が出力されています。奇数の場合は切り捨てられる点に注意してください。同様に2回目では65が130と32になりました。このようにシフト演算は乗算・除算の代わりとして利用でき、CPUにとって非常に軽量な処理であるという利点があります。