そろそろホンキ出す -36ページ目

ＰＨＰでビット操作

コンピュータが認識するデータは０と１の羅列であるため、時には情報の最小単位としてビットで考える必要が出てきます。
通常１バイトというと８ビットに相当します。
８ビットのことをオクテットともいいます。

この８ビットというのは「０か１」のビットが８つ連なっていますので「ＯＮ」または「ＯＦＦ」といった２種類のフラグで考えると、８つの情報を持つことができることになります。

■論理和と論理積

例えば１バイト内にゴミ捨て曜日を収めることにした場合、「００００００００」と８つあるうちの先頭（左端）から「日曜」「月曜」．．．「土曜」「最後は予備」と割り当てるように決めて、「水曜」と「土曜」のビットを立てることを考えると

$gomi= bindec("00010000") | bindec("00000010"); // 「00010010」
と「|」を使って「論理和」で書くことができます。

ちなみにこの場合、立ってるビットがカブってないので
$gomi= bindec("00010000") + bindec("00000010"); // 「00010010」
と算術加算しても同じ値になります。

「| 論理和」では左側と右側のどちらかが１ならそのビット位置は１になります。
「& 論理積」を使うと、左側と右側の両方が１ならそのビット位置が１になるので上記の場合だと「00000000」になります。
$gomi= bindec("00010000") & bindec("00000010") // 「00000000」

「月曜」「水曜」「金曜」に変更になった場合は
$gomi= bindec("01000000") | bindec("00010000") | bindec("00000100"); // 「01010100」
このように、たった１バイトの中に一週間のゴミ出し曜日を収めることができました。
∩( ・ω・)∩ばんじゃーい

■排他的論理和
次に「排他的論理和」を使ってみます。
これは「論理和」というように「|」と似ていますが左右両側とも１だと打ち消し合って０になるという意味で「排他的」なわけです。
bindec("11110000") ^ bindec("10000000") は「01110000」になります。
１０進数で書くと、240 ^ 128 が112ということになります。

■否定
次は「否定」を使ってみます。
否定の場合は左側と右側を演算するものではなくて、「~」直後の数値をビット反転させた値に変えます。
~bindec("10000000") なら「01111111」に
~bindec("00001111") なら「11110000」になります。

のつもりでしたが、実際に結果を出力させてみると

echo ~bindec("10000000") は「-129」、
echo ~bindec("00001111") は「-16」となってしまいます。

この値を２進数に直すと、

echo decbin(~bindec("10000000")) は「11111111111111111111111101111111」
echo decbin(~bindec("00001111")) は「11111111111111111111111111110000」

のように３２ビットつまり４バイトとして表示されていたようです。

var_dump(bindec("10000000"));としてみると「int(128) 」の表示になります。

つまりPHPのint型は４バイトなのでビット反転では３２ビットの上位２４ビットがすべて反転されて思わぬ値になっていたようですね。

ということでこの場合は

~bindec("10000000") を ~bindec("10000000") & bindec("11111111") と書いて論理積でマスク（必要なビットだけ抜き出す）する必要があります。

確認してみます。

echo decbin(~bindec("10000000") & bindec("11111111")) は「1111111」という表示になりました。
∩( ・ω・)∩ばんじゃーい

■ビットシフト
さてお次は「ビットシフト」を使ってみます。

まずは右シフト「>>」

echo bindec("10000000") >> 1; これは１２８が６４になります。
echo decbin(bindec("10000000") >> 1); ２進数で確認すると「1000000」のように１が右に１つずれていることが確認できます。

左シフト「<<」

echo bindec("10000000") << 1; これは１２８が２５６になります。
echo decbin(bindec("10000000") << 1); ２進数で確認すると「100000000」のように１が左に１つずれて９ビットになっていることが確認できます。

これまでに書いてきたビット演算子にはそれぞれビット演算と代入を同時にできる演算子が用意されています。

$a = $a & $b なら $a &= $b
$a = $a | $b なら $a |= $b
$a = $a ^ $b なら $a ^= $b
$a = $a << $b なら $a <<= $b
$a = $a >> $b なら $a >>= $b

ネットでお買い物

もう何年も前からネットで「飲み物」と「米」を中心に注文して届けてもらっています。

普通に店で買って持ち帰ると重いのでネットで注文して届けてもらうのは非常に便利です。

しかも一定額以上の注文だと送料もかからないのでお得です。

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地域によってはまだこういうサービスが行われていないところもあるかも知れません。

私はものぐさなのでこのサービスが出来て以来、非常に重宝しております。

いい時代になったものですなぁ。。。

ＰＨＰでＮ進数変換

コンピュータで取り扱う情報は０と１の羅列、つまり２進数です。
ところがプログラミングでは２進数をそのまま定数として書くことはできません。
定数として書くことのできるのは８進数（０で始まる）、１０進数、１６進数（０ｘで始まる）の３種類です。

echo 65," \n"; // これは１０進数
echo 0101," \n"; // 65を８進数で
echo 0x41," \n"; // 65を１６進数で

上記の出力はすべて「６５」になります。そうです、何進数で書いてもそのままで表示する分には人間の読みやすい１０進数になります。

ＰＨＰには人間の扱いやすい１０進数を他の進数に変換するための関数が用意されています。
２進数（binary）８進数（octal）１０進数（decimal）１６進数（hexadecimal）から直感的にわかり易い関数名になっています。

１０進数を他に変換するdecbin() decoct() dechex()
他から１０進数変換するbindec() octdec() hexdec()

それではまず１０進数を他の進数に変換していきます。

■１０進数を他進数へ変換

$d= 65;
echo decbin($d)," \n"; // ２進数へ
echo decoct($d)," \n"; // ８進数へ
echo dechex($d)," \n"; // １６進数へ
echo " \n";

echo sprintf("%b", $d)," \n"; // ２進数へ
echo sprintf("%o", $d)," \n"; // ８進数へ
echo sprintf("%x", $d)," \n"; // １６進数へ
echo " \n";

echo base_convert($d, 10, 2)," \n"; // ２進数へ
echo base_convert($d, 10, 8)," \n"; // ８進数へ
echo base_convert($d, 10, 16)," \n"; // １６進数へ

[出力結果]

1000001
101
41

上記出力では何進数かピンとこないのでフォーマットしてみます。

$d= 65;
echo sprintf("%08b", $d)," \n"; // ２進数へ
echo sprintf("0%o", $d)," \n"; // ８進数へ
echo sprintf("0x%x", $d)," \n"; // １６進数へ

[出力結果]

01000001
0101
0x41

別のフォーマット方法もあります。

sprintf("%08d", decbin($d)); // これは「01000001」
substr("00000000" . decbin($d), -8); // これは「01000001」

１０進数から１６進数への変換はunpack()を使う方法もあります。

$hex_array= unpack("H2", chr($d)); // 配列の$hex_array[1]の要素にセットされる

１０進数以外の進数同士の変換なら１０進数変換が必ず用意されていることから、１０進数経由で変換することができます。

decoct(bindec($bin)); // ２進数⇒８進数
dechex(bindec($bin)); // ２進数⇒１６進数
decbin(octdec($oct)); // ８進数⇒２進数
dechex(octdec($oct)); // ８進数⇒１６進数
decbin(hexdec($hex)); // １６進数⇒２進数
decoct(hexdec($hex)); // １６進数⇒８進数

■２進数を他進数へ変換

$b= '01000001';
echo decoct(bindec($b))," \n"; // ２進数⇒８進数
echo base_convert($b, 2, 8)," \n"; // ２進数⇒８進数
echo bindec($b)," \n"; // ２進数⇒１０進数
echo intval($b, 2)," \n"; // ２進数⇒１０進数
echo base_convert($b, 2, 10)," \n"; // ２進数⇒１０進数
echo dechex(bindec($b))," \n"; // ２進数⇒１６進数
echo base_convert($b, 2, 16)," \n"; // ２進数⇒１６進数

[出力結果]

101
101
65
65
65
41
41

■８進数を他進数へ変換

$o= '0101';
echo decbin(octdec($o))," \n"; // ８進数⇒２進数
echo base_convert($o, 8, 2)," \n"; // ８進数⇒２進数
echo octdec($o)," \n"; // ８進数⇒１０進数
echo intval($o, 8)," \n"; // ８進数⇒１０進数
echo base_convert($o, 8, 10)," \n"; // ８進数⇒１０進数
echo dechex(octdec($o))," \n"; // ８進数⇒１６進数
echo base_convert($o, 8, 16)," \n"; // ８進数⇒１６進数

[出力結果]

1000001
1000001
65
65
65
41
41

■１６進数を他進数へ変換

$h= '0x41';
echo decbin(hexdec($h))," \n"; // １６進数⇒２進数
echo base_convert($h, 16, 2)," \n"; // １６進数⇒２進数
echo decoct(hexdec($h))," \n"; // １６進数⇒８進数
echo base_convert($h, 16, 8)," \n"; // １６進数⇒８進数
echo hexdec($h)," \n"; // １６進数⇒１０進数
echo intval($h, 16)," \n"; // １６進数⇒１０進数
echo base_convert($h, 16, 10)," \n"; // １６進数⇒１０進数

[出力結果]

1000001
1000001
101
101
65
65
65