シフト演算とは

シフト演算とは、数値を2進数で表現した際に、
ビット列を左右にずらすことで演算を行うビット演算の一種です。
主にプログラミングや低レベル処理、情報処理技術者試験などで頻繁に登場します。
四則演算とは異なり、CPUが直接処理できるため高速に実行できる点が特徴です。

シフト演算の基本的な考え方

コンピュータ内部では、すべての数値は2進数で管理されています。
シフト演算では、このビット列を一定数だけ左または右に移動させます。
移動した際に空いたビットには0が補われ、はみ出したビットは切り捨てられます。

左シフト演算（<<）

左シフト演算は、ビット列を左方向に移動させる演算です。
1ビット左にシフトすると、数値は2倍になります。
例えば「3（0011）」を1ビット左にシフトすると「6（0110）」になります。
高速な掛け算として利用されるケースも多いです。

右シフト演算（>>）

右シフト演算は、ビット列を右方向に移動させます。
1ビット右にシフトすると、数値は2で割った結果になります。
符号付き整数の場合は、最上位ビットの扱いに注意が必要で、
算術シフトと論理シフトという違いが存在します。

シフト演算のメリット

シフト演算の最大のメリットは処理速度の速さです。
単純なビット操作のため、計算コストが低く、
組み込みシステムやゲーム開発など、パフォーマンスが重視される場面で活躍します。

注意点とデメリット

一方で、可読性が低下しやすい点には注意が必要です。
シフト演算を多用すると、処理の意図が分かりにくくなり、
バグの原因になることもあります。
そのため、意味が明確な場面でのみ使用することが重要です。

情報処理試験でのポイント

情報処理技術者試験では、
「左シフト＝2倍」「右シフト＝2分の1」という基本的な性質や、
符号付き・符号なしの違いが問われやすいです。
2進数表記に慣れておくことが得点アップの近道です。

まとめ

シフト演算は、ビット列を操作することで高速な計算を実現する重要な技術です。
基本的な仕組みと用途を理解しておくことで、
プログラミングの理解や試験対策に大きく役立つでしょう。

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