비트마스크 / 비트마스킹

■ 비트마스킹

1) 정의 :

어떠한 데이터를 bit형태로 나타내고, 비트 연산을 통해 문제를 해결하는 방법

 

2) 장점 :

• 비트연산을 통한 삽입, 삭제, 조회(multiple indexing처럼 동작 가능)가 간단
• 간결한 코드
• 빠른 연산
• 비트마스크 정수표현으로 다이내믹 프로그래밍 가능

 

■ 자료형의 변환

> 사용하고자 하는 형식을 표현하는 이진법으로 구현

switch_states = [True, False, False, True, True, False, False, False, True, True]
switch_states = 0b1001100011  # prefix '0b'를 붙여 이진수 표현

다른 자료형에서 binary로 바꾸는 법

1) 일반적 int

bin( ) 함수를 사용, binary string을 돌려받는다

 

2) binary string

ex) '011101'

int(string_value, 2) 로 10진수로 return 받고 bin( ) 함수로 wrapping

 

 

■ 이진수 연산

1) AND ( & )

대응하는 숫자의 자리수가 피연산자 모두 1일 경우 1 반환

bin(0b1101 & 0b1001)    # 비트 AND
>>> '0b1001'

2) OR ( | )

대응하는 숫자의 자리수가 피연산자 모두 OR 연산이 1일 경우 1 반환

bin(0b1101 | 0b1001)    # 비트 OR
>>> '0b1101'

3) XOR ( ^ )

대응하는 숫자의 자리수가 피연산자가 서로 0 / 1 경우 1 반환

bin(0b1101 ^ 0b1001)    # 비트 XOR
>>> '0b100'

4) NOT 비트 반전 ( ~ )

피연산자 비트 반전

bin(~0b1101)            # 비트 NOT
>>> '-0b1110'

5) SHIFT 비트 이동 (<<, >>)

피연산자 비트 전체 shift

bin(0b0010 << 2)
>>> 0b1000

bin(0b1100 >> 2)
>>> 0b11

 

 

■ 비트 고급 연산

1) 원소 추가

n번째 비트에 원소 추가

n = 3
print(bin(0b0010 | (1 << n)))

>>> 0b1010

2) 원소 제거

n번째 비트에 원소 제거

n = 3
print(bin(0b1010 & ~(1 << n)))

>>> 0b10

3) 원소 조회

n번째 비트 원소 조회

없으면 0, 있을 시 1 이상의 수

n = 3
print(bin(0b1010 & (1 << n)))

>>> 0b1000

4) 원소 토글

n번째 비트 원소 반전

n = 3
print(bin(0b1010 ^ (1 << n)))

>>> 0b10

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참조 :

justkode.kr/algorithm/bitmash

비트마스크(bitmask)란 무엇인가?

https://dojang.io/mod/page/view.php?id=2460 

파이썬 코딩 도장: 47.1 비트 연산자 사용하기