220624 TIL

Parker.Park·2022년 6월 24일

TIL bitwise vertical bar 보수표현 음수

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조금씩 조금씩 쌓여가고는 있지만, 이 속도가 적당한지.. 이렇게 공부하는게 맞는지 확신은 점점 묽어져만 간다. 한 야구선수가 부상 때문에 은퇴 후 체육교사가 되었다는 유투브를 봤다. 많은 동기부여가 되었다.

Vertical bar or Bitwise OR(|)

알고리즘 풀이를 보던 중 |표시를 보게 되었다. 처음에는 ||표시(OR)인 줄 알았다. 차이점을 정리해 보자.

Logicla OR(||)
우리가 흔히 알고 있는 OR 연산자 이다.

const a = 3
const b = 1

if(a > 0 || b > 3){
  console.log(true)
}
//true

조건 중 한가지라도 true이면 true를 반환한다.

Bitwise OR(|)
상응하는 비트 포지션(0과 1로 이루어진)에서 한 개라도 '1'이면 1을 반환한다고 한다. 정리하자면 정수를 이진수로 표현한 수를 비교하여 각 자리에 '1'을 모두 반환한 셈이라고 이해했다.
이 함수는 최대 32 비트의 정수를 바꾼다고 하고, 32 비트가 넘어가는 비트들은 버린다고 한다.
예시를 보자.

const a = 9 //(00000000000000000000000000001001)
const b = 14 //(00000000000000000000000000001110)

console.log(a | b) //15(00000000000000000000000000001111)

논리연산자(||,&&...)와 같이 비트연산자라고 OR(|)연산자 외에 다양한 것이 있다고 한다.(참조사이트 : Article | [JS] 비트 연산자(bitwise operator)jeongs)
이런 기능이 있구나 싶었는데, 문득 음수는 어떨까? 라는 궁금증이 생겼다.

자바스크립트의 음수 표현

JS는 모든 숫자를 64비트 부동소수점 방식으로 저장하지만, 비트 연산을 수행 할 때는 32비트 정수로 변환해 연산 후 다시 64비트로 변환해 저장한다고 한다. IEEE-754라고 하는 부동소수점을 표현하는 표준이라고 한다. 여기에서는 32비트 기준으로 예를 들도록 하려고 한다.

음수를 표현하는 방식

컴퓨터에서 음수를 쓰는 방식이 여러가지가 있다고 한다.

부호 절대값 방법(Sign Magnitude)
부호 비트를 제외한 수를 양수값으로 읽고, 부호비트에 따라가 +, -를 인식하는 방법이라고 한다. 문제점으로는 이진수 계산이 힘들어진다고 하여 컴퓨터에서는 사용 안된다고 한다.

//예시는 4비트 기준이다.

2 (base 10) = '0010' 
-2 (base 10) = '1010' 
1 (base 10) = '0001'
-1 (base 10) = '1001'

1의 보수방법(1's Complement)
양수값의 비트를 반전시켜서 음수를 표현하는 방법이라고 한다. 0은 1로, 1은 0으로 변환한다고 한다. -0과 +0인 경우가 존재하기 때문에 컴퓨터에서는 역시 사용하지 않는다고 한다.

//예시는 4비트 기준이다.

1 (base 10) = '0001'
-1 (base 10) = '1110'

2의 보수방법(2's Complement)
1의 보수값에 +1을 한 값을 사용하며, -0이 없어지기 때문에 이 방법으로 음수를 표현한다고 한다.

//예시는 4비트 기준이다.

1 (base 10) = '0001'
-1 (base 10) = '1111'
2 (base 10) = '0010'
-2 (base 10) = '1110'

Bitwise OR(|) 음수 이해

이제는 조금은 이해 될거 같다. 아래 예시를 통해 마무리 짓겠다.

const a = -3 //(11111111111111111111111111111101)
const b = 3 //(00000000000000000000000000000011)
const c = a | b //(11111111111111111111111111111111)

console.log(c) // -1