ビットシフト演算子はどういった場面で使うのでしょうか

Question

お世話になっております。
phpのビットシフト演算子のことがよくわかりません。

例えば
2 << 20
とあった場合

1. 何ビットにあたるのでしょうか。
2. また、ビットシフト演算子自体どういった場面で活用するのでしょうか。

ご教授いただければ幸いです。

Answer 1

2 は 2 進数で 0000 0010 ですが、これを左シフトすると 0000 0100 となります。これが 2 << 1 の結果です。つまり、数字全体が左へ動き、一番右が 0 になります。
左シフトは 1 回するたびに数値としては倍になります。たとえば 2 << 20 は、2 を 2 の 20 乗倍したもの、つまり 2 進数で 0010 0000 0000 0000 0000 0000 となり、これは 10 進数で 2097152 になります。

ビットシフトが活躍するのは暗号化、データ圧縮、画像スクロールなど、データをビットの集合として扱う時です。

Answer 2

整数
でphpのintegerが32bitであることを前提(＆マイナスは考慮しない)として＆２のビットシフトでは説明しにくいので１のビットシフトで説明

1 << 1で2になります
1 << 2で4になります
ので簡単に言えば何回2倍していくかになります

昔は1 * 2より1 << 1のほうが早いとかなんとかあったりしたのですが、今やほぼ無意味かとおもいます。

じゃあ何に使うのかといえば大体はビット演算でフラグ操作に利用するとかになります
(これもまあメモリ少なかったときのフラグ数確保のためなんですが、今でもよく使う)

ビット演算子

32bitなので32個フラグ操作できます
とある値において5個目のフラグが１か０かを判断する際
とある値 & (1 << 5)が0じゃなければフラグが立ってるって判断できる

とある値において5個目のフラグを立てたいときは
とある値 | (1 << 5)でできます

おろしたいときは
とある値 & ~(1 << 5)
でできます

Answer 3

数値の演算で使われることはほぼありません。
コンピューターが扱う情報はビット列ですから、これに対して、何らかの変換をかけたいときに使います。

Answer 4

1. 何ビットにあたるのでしょうか。
   PHPでの整数のビット数の事であれば、32ビット符号付が一般的だと思います。
2. また、ビットシフト演算子自体どういった場面で活用するのでしょうか。
   すぐ思いつくのは、特定のビットを抽出するためのビット演算でしょうか。
   例えば数字の'3'は16進で33になりますが、これと16進0Fとandを取ると01となって数値になります。
   また、整数の特定のビットに意味を待たせている場合、そのビットが立っている（ONの状態）のを調べたりするのに使います。

Comments

[cateye]

詳しくは「ビット演算子」↓を参考に・・・
https://www.php.net/manual/ja/language.operators.bitwise.php

Answer 5

1)何ビット、というのはちと意味不明ですが、とにかく0x200000 の値となります
2)そりゃ、ビットシフトする必要がある場合に使います