ビット単位計算機

ビット演算子はバイナリ（ビット）レベルで整数に対して作用します。AND（&）：出力ビットは両方の入力ビットが1の場合のみ1です。OR（|）：入力ビットのいずれかが1の場合、出力ビットは1です。XOR（^）：正確に1つの入力ビットが1の場合、出力ビットは1です（排他的論理和）。NOT（~）：すべてのビットをフリップします（1の補数）。JavaScriptではNOTは32ビット符号付き整数を使用しているため、~5 = -6です。左シフト（<<）：N個の位置分すべてのビットを左シフトします。2^Nで乗算することと同じです。右シフト（>>）：符号拡張で右シフト。符号なし右シフト（>>>）：右シフトして0で埋めます。

ビットマスクは、ビット演算子と共に使用して特定のビットを設定、クリア、またはテストする整数です。ビットを設定：value | （1 << n）はビットnを1に設定します。ビットをクリア：value & ~（1 << n）はビットnを0にクリアします。ビットをトグル：value ^ （1 << n）はビットnをフリップします。ビットをテスト：（value >> n）& 1はビットnが設定されている場合は1を返します。実際の用途：Unixファイルパーミッション（chmod 755 = 111 101 101バイナリ）、IPサブネットマスク、単一の整数にパックされた機能フラグ、RGBカラーチャネル、ゲーム状態ビットマップ、ネットワークプロトコルヘッダー。

XOR（排他的論理和）はビットが異なるときに1を出力します。重要なプロパティ：A ^ A = 0、A ^ 0 = A、可換性と結合性。実際の用途：単純な暗号化（キーでXORして暗号化し、もう一度XORしてデコード — 同じ操作）。奇数を見つけ出す：XORすべての数字を使用して、他のすべてが2回表示される配列内の一意なものを見つけます。一時変数なしでスワップ：a ^= b; b ^= a; a ^= b。CRC（巡回冗長検査）エラー検出用のチェックサム。パリティビット計算。

JavaScriptの数値は64ビットIEEE 754浮動小数点ですが、ビット演算子は操作前にオペランドを32ビット符号付き整数に変換します。これは、ビット演算の最大安全値は2^31 − 1 = 2,147,483,647であることを意味します。これを超える数値はオーバーフローするか、予期しない結果が生じます。NOT（~）は常に32ビット符号付き結果を返します — ~0 = -1、~1 = -2。符号なし右シフト（>>>）は符号なし32ビット整数を返します。64ビットビット演算の場合は、BigIntを使用します：100n & 255n。

数値が偶数かどうかを確認：n & 1 === 0。2の累乗かどうかを確認：n > 0 && （n & （n-1））=== 0。最低設定ビットを取得：n & -n。最低設定ビットをクリア：n & （n-1）。セットビット数（popcount）をカウント：while（n）{ count += n & 1; n >>= 1; }。バイト内のニブルをスワップ：（（b & 0xF0）>> 4）|（（b & 0x0F）<< 4）。2の累乗による高速フロア除算：n >> kはMath.floor（n / 2^k）と同じです。2の累乗で乗算：n << kはn * 2^kと同じです。