C++のシフト演算子（<<・>>）とは？仕組みと使い方を実例で解説

シフト演算子とは

C++におけるビット単位のシフト演算子には、次の2種類があります。

• 右シフト演算子（>>）：shift_expression のビット列を右へ移動させる
• 左シフト演算子（<<）：shift_expression のビット列を左へ移動させる

左シフト演算子（<<）の動作

左シフト演算子は、加法式（additive-expression）で指定された桁数だけ、shift-expression のビットを左へ移動させます。移動によって空いたビット位置は0で埋められます。左シフトは論理シフトであり、末尾からあふれたビット（符号ビットを含む）は破棄されます。

右シフト演算子（>>）の動作

右シフト演算子は、加法式で指定された桁数だけ、shift-expression のビットパターンを右へ移動させます。空いたビット位置の扱いは型によって異なります。

• 符号なし整数の場合：空いたビット位置は0で埋められる
• 符号付き整数の場合：符号ビットで埋められる（正の数なら0、負の数なら1が入る）

サンプルコード

#include<iostream>
using namespace std;
int main() {
    int a = 1, b = 3;
    
    // 現在のaは 00000001
    // 3ビット左にシフトすると 00001000、つまり8になる
    a = a << 3;
    cout << a << endl;
    
    // aを2ビット右にシフトすると 00000010、つまり2になる
    a = a >> 2;
    cout << a << endl;
    return 0;
}

実行結果

このプログラムを実行すると、次の出力が得られます。

8
2

負の数を扱う際の注意点

シフト演算子は負の数に対しては挙動が大きく異なる点に注意が必要です。

• 符号付きの負の数を右シフトした結果は、処理系依存（implementation-defined）です。
• 符号付きの数を左シフトして符号ビットに影響が及ぶ場合、その結果は未定義動作（undefined behavior）となります。

移植性の高いコードを書くためには、これらのケースを避けるか、事前に仕様を確認しておくことが重要です。

複合代入演算子（<<= と >>=）

シフト結果を直接左辺の変数に代入できる複合代入演算子も用意されています。

• <<=：左シフトして代入する
• >>=：右シフトして代入する

例えば a <<= 3; は a = a << 3; と同じ意味になります。

シフト演算子についてさらに詳しく知りたい方は、Microsoft Learnの公式ドキュメントを参照してください。