Bitweise Operationen: AND, OR, XOR, Shift

Bitweise Operationen rechnen: bitweises AND, OR, XOR, NOT und Bit Shift für 8 bis 64 Bit, mit Bitdarstellung, Hex und Dezimal. Für Bitmaske und Bitoperatoren.

OperationBitsHexDezimal

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AND, OR, XOR und Shifts

Bitweise Operationen verknüpfen zwei Zahlen Bit für Bit. Das bitweise AND (in C, Java und JavaScript &) ergibt 1, wo beide Bits 1 sind; OR (|) ergibt 1, wo mindestens eins 1 ist; XOR (^) ergibt 1, wo die Bits verschieden sind; NOT (~) kehrt alle Bits um. Der Rechner zeigt alle Ergebnisse gleichzeitig als Bits, hexadezimal und dezimal, für 8, 16, 32 oder 64 Bit Breite.

Typische Anwendung ist die Bitmaske: Mit AND lassen sich einzelne Bits auslesen (wert & 0x0F liefert die unteren vier Bits), mit OR setzen und mit XOR umschalten. Ein Bit Shift verschiebt alle Bits: Links um n Stellen entspricht einer Multiplikation mit 2 hoch n, rechts einer Division. Beim Rechtsshift gibt es zwei Varianten: arithmetisch (>>, das Vorzeichen bleibt) und logisch (>>> in Java und JavaScript, von links kommen Nullen).

Als XOR Rechner eignet sich das Werkzeug auch für Prüfsummen und einfache Verschlüsselungsbeispiele: A XOR B XOR B ergibt wieder A. Alle Bitoperatoren rechnen hier mit fester Breite; Bits, die über die Breite hinausgeschoben werden, fallen weg. Negative Zahlen werden im Zweierkomplement dargestellt. Eingaben sind dezimal, mit 0x hexadezimal oder mit 0b binär möglich.

Anleitung: Bitweise Operationen in 4 Schritten

  1. Wert A und Wert B eintragen, dezimal, mit 0x hexadezimal oder mit 0b binär.
  2. Unter „Shift um Stellen“ angeben, um wie viele Bits verschoben werden soll.
  3. Die Breite wählen: 8, 16, 32 oder 64 Bit, und bei Bedarf „Vorzeichenbehaftet anzeigen (Zweierkomplement)“ aktivieren.
  4. In der Tabelle AND, OR, XOR, NOT und Shifts als Bits, Hex und Dezimal ablesen.

Typische Anwendungsfälle

  • Bitmaske prüfen: Kontrollieren, welche Flags in einem Statusregister oder Berechtigungswert gesetzt sind.
  • Hardware-Programmierung: Registerwerte für Mikrocontroller mit OR setzen und mit AND gezielt löschen.
  • Code nachvollziehen: Ausdrücke wie wert >> 4 & 0x0F aus fremdem Quelltext mit echten Zahlen durchrechnen.
  • XOR Rechner: Prüfsummen oder einfache XOR-Verschlüsselung Schritt für Schritt nachrechnen.
Fragen

Häufige Fragen

Was macht ein bitweises AND?

Es vergleicht zwei Zahlen Bit für Bit und setzt nur dort eine 1, wo beide Zahlen eine 1 haben. 1100 AND 1010 ergibt 1000.

Wofür braucht man XOR?

Zum Umschalten einzelner Bits, für Prüfsummen, Paritätsbits und in der Kryptografie. XOR mit demselben Wert zweimal hebt sich auf.

Was ist der Unterschied zwischen >> und >>>?

>> ist der arithmetische Rechtsshift und behält das Vorzeichen bei, >>> der logische und füllt mit Nullen auf. Bei positiven Zahlen ist das Ergebnis gleich.

Warum ist NOT 5 gleich -6?

NOT kehrt alle Bits um. Im Zweierkomplement ist das Ergebnis immer -(x+1). Ohne Vorzeichen bei 8 Bit ergibt NOT 5 den Wert 250.

Wie prüfe ich, ob ein bestimmtes Bit gesetzt ist?

Mit einer Maske und AND: (wert & (1 << n)) != 0 ist wahr, wenn Bit n gesetzt ist. Tragen Sie den Wert als A und die Maske, etwa 0b1000 für Bit 3, als B ein.

Wie lösche ich ein einzelnes Bit?

Mit AND und der invertierten Maske: wert & ~(1 << n) setzt Bit n auf 0 und lässt alle anderen Bits unverändert. Zum Setzen dient wert | (1 << n), zum Umschalten wert ^ (1 << n).

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