ビット演算でフラグ管理【C++】

はじめに

C++でビット演算。
すぐ忘れそうなので、メモ。

やりたいこと

ビットをON/OFFに見立てて管理したい。
OFF(0)、ON(1)としてビットを立てたり削除したりしたい。

使うもの

std::bitset

C++で数値をバイナリ形式に変換するための標準的なソリューション。
bitsetを使うと2進数⇔10進数の変換ができるし、なによりコードが見やすくなる。

10進数を2進数に変換

bitset<N>(A)
Nはビット数を指定する。
8ビット(00001111等)で管理したい場合は8を指定する。

2進数を10進数に変換

to_ulong()を使い、unsigned long型の整数に変換する。
bitset<N>(A).to_ulong()

ビットを使ったフラグ管理

0番目のフラグが立っている状態は (1<<0) と表せる。
0番目と2番目と4番目のフラグが立っている状態は (1<<0) | (1<<2) | (1<<4) となる。
これを用いてフラグ管理をしていく。

ビット bit に i 番目のフラグを立てる

bit｜= (1<<i);

ビット bit に i 番目のフラグを消す

bit &= ~(1<<i);

ビット bit に i 番目のフラグが立っているかどうか

if (bit & (1<<i)){
    return true;
}

ビット bit に i 番目のフラグが消えているかどうか

if (!(bit & (1<<i))){
    return false;
}

実際のコード

main.cpp

#include <bitset>
#include <iostream>
using namespace std;

// 定数として宣言しておく
const uint32_t BIT_FLAG_0 (1<<0); // 0000 0001
const uint32_t BIT_FLAG_2 (1<<2); // 0000 0100
const uint32_t BIT_FLAG_4 (1<<4); // 0001 0000

int main()
{
    int32_t bit_flg = 0; 

    // 0,2,4にフラグが立ったビット
    bit_flg = BIT_FLAG_0 | BIT_FLAG_2 | BIT_FLAG_4;
    cout << "bit_flg 0,2,4:" << bitset<8>(bit_flg) << endl;

    // 2番目にフラグが立っているか確認
    if (bit_flg & BIT_FLAG_2) {
        cout << "the 2nd flag is up:" << bitset<8>(bit_flg) << endl;
    }

    // 2番目のフラグを消す
    bit_flg &= ~BIT_FLAG_2;
    cout << "bit_flg 0,4:" << bitset<8>(bit_flg) << endl;

    // 2番目にフラグが消えているか確認
    if (!(bit_flg & BIT_FLAG_2)) {
        cout << "the 2nd flag is gone:" << bitset<8>(bit_flg) << endl;
    }

    return 0;
}

実行結果

bit_flg 0,2,4:00010101
the 2nd flag is up:00010101
bit_flg 0,4:00010001
the 2nd flag is gone:00010001

さいごに

苦手意識があっても理解できるとそんなに難しくない！