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[C] Cでのバイトとビット入門

2012/02/22

こんにちは。きんくまです。

Cの基礎を勉強しておりまして、バイトとビットについて理解が必要になりました。
なので、その成果を書こうと思います。読んでいる方の参考まで。

ビット

ビットは0と1を表します。ビットは普通2進数を表すのに使われます。
具体例です。

2進数	10進数	ビット数
0	0	1
1	1	1
10	2	2
11	3	2
100	4	3
111	7	3
1000	8	4
1010	10	4
1111	15	4

4ビットは10進数で0から15までを表すことができます。
だから、16種類の数字を表すことができます。

ところで、16進数についてです。
Cでは16進数は値の前に0xをつけて表します。それでは、16進数の列を上の表につけてみましょう。

2進数	10進数	16進数	ビット数
0	0	0x0	1
1	1	0x1	1
10	2	0x2	2
11	3	0x3	2
100	4	0x4	3
111	7	0x7	3
1000	8	0x8	4
1010	10	0xA	4
1111	15	0xF	4

バイト

バイトは普通8ビットを表します。
バイトが10進数でどのくらいの範囲を表すかわかりますか？
前の項目で4ビットは0から15までを表すと書きました。
それで、8ビットは4ビット＋4ビットなので、こんな感じに表すことができます。
16 * 16 = 256
だから、8ビットは10進数で0から255までの、256種類の数字を表せます。

では、さきほどの表を8ビットに拡張してみましょう。

2進数	10進数	16進数	ビット数
0	0	0x00	1
1	1	0x01	1
10	2	0x02	2
11	3	0x03	2
100	4	0x04	3
111	7	0x07	3
1000	8	0x08	4
1010	10	0x0A	4
1111	15	0x0F	4
10000	16	0x10	5
10001	17	0x11	5
11111	31	0x1F	5
100000	32	0x20	6
111111	63	0x3F	6
1000000	64	0x40	7
1111111	127	0x7F	7
10000000	128	0x80	8
11111111	255	0xFF	8

んー。ぱっと見、難しそうです。でも、少しずつ見ていけば簡単にわかります。
10進数64を見てみましょう。

2進数	10進数	16進数	ビット数
1000000	64	0x40	7

最初に2進数を2つに分けます。4ビットごとにしました。
100 – 0000
左側は100。これは16進数で0x4です。
右側は0000。これは16進数で0x0です。
だから、16進数では、これは0x40と表されます。

ASCII表

ASCII 表は文字コードの表です。
>> ASCII Table and Description

ASCIIコードを前に作った表に足してみましょう。

2進数	10進数	16進数	ASCII文字	ビット数
0	0	0x00	NUL	1
1	1	0x01	SOH	1
10	2	0x02	STX	2
11	3	0x03	ETX	2
100	4	0x04	EOT	3
111	7	0x07	BEL	3
1000	8	0x08	BS	4
1010	10	0x0A	LF	4
1111	15	0x0F	SI	4
10000	16	0x10	DLE	5
10001	17	0x11	DC1	5
11111	31	0x1F	US	5
100000	32	0x20	Space	6
111111	63	0x3F	?	6
1000000	64	0x40	@	7
1000001	65	0x41	A	7
1010001	97	0x61	a	7
1111111	127	0x7F	DEL	7
10000000	128	0x80		8
11111111	255	0xFF		8

10進数で127より上では、いくつかの拡張ASCII表の種類があるようです。
だから、今回は記入しませんでした。

さて、文字Aの行を見てみます。

2進数	10進数	16進数	ASCII文字	ビット数
1000001	65	0x41	A	7

文字Aは10進数で65で、16進数で0x41です。

Cでの文字と整数

前の項目では、文字コードと10進数、16進数の関係を書きました。
それをもとに、Cのコードを書いてみます。

#include <stdio.h>

int main(int argc, char const *argv[])
{
	char c, c2;
	int i, j;

	c = 'A';
	printf("c is %c. character code is %d, binary is %x\n", c, c, c);
	//出力
	//c is A. character code is 65, binary is 41

	i = 97;
	printf("i is %c. character code is %d, binary is %x\n", i, i, i);
	//出力
	//i is a. character code is 97, binary is 61

	//char to int
	j = c;
	printf("j is %c. character code is %d, binary is %x\n", j, j, j);
	//出力
	//j is A. character code is 65, binary is 41

	//int to char
	c2 = i;
	printf("c2 is %c. character code is %d, binary is %x\n", c2, c2, c2);
	//出力
	//c2 is a. character code is 97, binary is 61

	return 0;
}