C/C++でビットを設定・クリア・反転する方法【サンプルコード付き】

ビットの設定（セット）、クリア（解除）、反転（トグル）は、C、C++、Pythonなど、ビット演算をサポートするすべてのプログラミング言語で、ビット単位の演算子を使って行うことができます。また、目的のビットを正しい位置へ移動させるために、シフト演算子も併用します。

ビットを設定する

特定のビットを1に設定するには、ビットごとのOR演算子（|）を使用します。1を対象の桁数分だけ左にシフトし、元の値とORを取ることで、その位置のビットを確実に1にできます。

例

#include<iostream>
using namespace std;
int main() {
    int i = 0, n;

    // 設定したいビット位置を入力
    cin >> n;
    i |= (1 << n); // i と「1 を n 桁左にシフトした値」の OR を取る
    cout << i;
    return 0;
}

出力

4 を入力すると、次の出力が得られます。

16

これは、16 が 2 進数で 10000 に相当するためです。入力した位置 n のビットが 1 に設定されていることがわかります。

ビットをクリアする

特定のビットを 0 にするには、ビットごとの AND 演算子（&）と NOT 演算子（~）を組み合わせて使用します。「1 を n 桁左にシフトした値」を NOT で反転させてマスクを作り、それと元の値の AND を取ることで、対象のビットだけを 0 にできます。

例

#include<iostream>
using namespace std;
int main() {
    // i は 2 進数で 110
    int i = 6, n;

    // クリアしたいビット位置を入力
    cin >> n;
    i &= ~(1 << n); // シフトした 1 を否定した値との AND を取る
    cout << i;
    return 0;
}

出力

1 を入力すると、次の出力が得られます。

4

これは、2 進数の 110 の第 1 ビットがクリアされて 100 となり、10 進数では 4 に相当するためです。

ビットを反転（トグル）する

特定のビットの 0 と 1 を入れ替えるには、ビットごとの XOR 演算子（^）を使用します。XOR は同じ値同士なら 0、異なる値なら 1 を返すため、「1 との XOR」によって対象のビットだけが反転します。

例

#include<iostream>
using namespace std;
int main() {
    // i は 2 進数で 110
    int i = 6, n;

    // 反転したいビット位置を入力
    cin >> n;
    i ^= (1 << n); // i と「1 を n 桁左にシフトした値」の XOR を取る
    cout << i;
    return 0;
}

出力

1 を入力すると、次の出力が得られます。

4

これは、2 進数の 110 の第 1 ビットが反転されて 100 となり、10 進数では 4 に相当するためです。

まとめ

ビット操作は、以下のように演算子を使い分けます。

• 設定（セット）：i |= (1 << n) … 対象ビットを 1 にする
• クリア：i &= ~(1 << n) … 対象ビットを 0 にする
• 反転：i ^= (1 << n) … 対象ビットの 0/1 を入れ替える

これらのテクニックは、フラグ管理や組み込みプログラミング、競技プログラミングなどで頻繁に活用される、基本かつ重要な操作です。