Først litt om hva en bit og en byte er. En bit er et siffer i en binær sammenheng. Et binært tallsystem (også kjent som 2-tallsystemet) er det som blir brukt internt av en datamaskin og all data og innhold i en maskin brytes ned til binære mønster for maskinen. Her er det kun 0 og 1 (høy spenning eller lav spenning) som duger.

Jeg nevnte at bit var et siffer i et binært mønster. En byte (som dere kanskje kjenner igjen som en størrelsesenhet på maskinen) er en samling av slike bits. 8 bits for å være helt nøyaktig. I en byte er derfor maksimalverdien 255 i ti-tallsystemet (1111 1111 i to-tallsystemet).

Et ord derimot er en samling av bits uten en fast størrelse. Ord er et bitmønster i en lokasjon/linje i et minne. Et ord kan derfor være på f.eks 16 bit, 32 bit, 64 bit.

Bitwise-operasjoner

Vi har 6 forskjellige bitwise-operasjoner.

1. AND – &
2. OR – |
3. XOR – ^
4. NOT – ~
5. RIGHT SHIFT – >>
6. LEFT SHIFT – <<

(Det du ser til høyre, etter -, er tegnene som blir brukt i høynivåspråk for disse operasjonene.)

AND

AND blir brukt til å se hvilke bits som korresponderer i et bitmønster. Her tar jeg utgangspunkt i et mønster på lengden 8 bits, altså en byte. 

Her tar jeg utgangspunkt i tallene 133 og 203. 133 er 1000 0101 og 203 er 1100 1011.

   // 1000 0101 & 1100 1011
   1000 0101
   1100 1011
   ------------
   1000 0001

Som du ser resulterer det i et bitmønster som har 1 hvor det er 1 på begge bytene og 0 hvor det er ulikt eller likt på 0. 

Dette kan du f.eks bruke til å finne om en gitt bit er satt eller ikke:

// Denne returnerer 0 (boolsk verdi: false) da bitverdien for 2 ikke er satt.
System.out.println(4 & 0x02);

OR

OR blir brukt til å se hvilke to bits sammenlagt har 1. Dvs dersom en av bitene på to bitmønster har 1 vil resultatet si 1. 

Jeg tar igjen utgangspunkt i samme tall som på AND.

   // 1000 0101 | 1100 1011
   1000 0101
   1100 1011
   ------------
   1100 1111

Som du ser blir det 1 hvor en av bitmønstrene har 1 i seg på den plassen.

XOR

Denne operasjonen er en “enten eller” operasjon. Den blir 1 hvis og bare hvis de to bitene er ulike. 

Tar fortsatt utgangspunkt i samme tall.

   // 1000 0101 ^ 1100 1011
   1000 0101
   1100 1011
   ------------
   0100 1110

NOT

NOT-operasjonen er en måte å finne det motsatte på. Eller du kan gjerne si at du vil finne negasjonen av mønsteret.

Tar fortsatt utgangspunkt i samme tall som før. 

   ~1000 0101
   ------------
   0111 1010

LEFT SHIFT

LEFT SHIFT-operasjonen flytter alle bit-verdiene ett hakk til venstre dersom noe annet ikke er gitt. Kan også flytte flere hakk til venstre dersom nødvendig.

Tar utgangspunkt i det første tallet gitt fra AND-operasjonen. 

   1000 0101 <<
   ------------
   0000 1010
 
   1000 0101 << 2
   ------------
   0001 0100

RIGHT SHIFT

Samme som forrige operasjon, bare motsatt vei. Altså til høyre.

   1000 0101 >>
   ------------
   0100 0010
 
   1000 0101 >> 2
   ------------
   0010 0001

Noen ord til slutt

Håper dette skriveriet kan hjelpe noen til å forstå hvordan man skal bruke bitwise-operasjoner. I alle fall hvordan de fungerer. Disse operasjonene har mange forskjellige bruksområder. For eksempel kan “shifting” brukes til å finne den mest signifikante biten i et mønster og således finne ut om verdien er negativ eller positiv. NOT kan f.eks brukes til å finne absoluttverdien av et negativt tall osv.