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ビット演算の場合は、整数型の数値をそのまま扱うのでは無く、２進数にして各ビットに対して操作を行います。ビット演算子には
●論理和（ | ）
●論理積（ & ）
●排他的論理和（ ^ ）
●反転（ ~ ）
●シフト（右シフト >>、左シフト <<）
の５つがあります。

ビット演算では整数を２進数の文字列に変換することが多くあります。それには組み込み関数bin()を使います。ただし、bin()関数は最上位のビットで正（0）負（-1）を表すので注意が必要です。単純に反転したため負の数になってしまうと、期待通りの結果が得られないことになります。この部分のテキストの説明はわかりにくいので補足しておきます。Raspberry Piの場合、整数の基本サイズは32bitなので、4bitごとに区切ると８個の塊になり、実際に行われる計算をイメージすると次のようになります。

a = 1は、
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001
これをビット反転して新しいaにします。
a = ~aは、
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110
bin()関数を使ってbin(a)を実行すると、次の操作が行われます。
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001　・・・新しいaに対して全ビット反転したもの
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010　・・・上記に1を足したもの
この計算結果に－符合を付けた文字列-0b10がbin()関数の結果となります。（0bは２進数を表す）

ビット反転した結果が負の数では、想定外の結果になってしまいます。それを避けるためにbin()関数を使う時にaに対してFFHで論理積をとることにします。つまり下位の8bitのみを演算対象にして、上位を無視することで想定した結果を得ようとするわけです。前述と同様に、実際に行われる計算をイメージすると次のようになります。

a = ~aは、
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110
0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111 1111　・・・FFHで下位8bitのみを対象とする
0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111 1110　・・・上の２つを論理積したもの
この計算で得られた文字列0b11111110がbin()関数の結果となります。ビットが正しく反転していることがわかるでしょうか。計算だけだとわかりにくいですが、実際外部機器を制御する段階になれば、こうした操作が必要になることがわかるはずです。

参考までに0を中心とした２進数のデータ（左辺）と10進数の値（右辺）との関係を下図に示します。
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010 ： 2
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 ： 1
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ： 0
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 ： -1
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 ： -2

■シフト演算
ビットを左右に移動する演算をシフト演算と呼びます。

１ビット右シフトの例
>>> a = 0b100
>>> a = a >> 1
>>> bin(a)
'0b10'　・・・0b010となりますが、010の先頭の0は意味が無いので表示されません。

１ビット左シフトの例
>>> a = 0b001
>>> a = a << 1
>>> bin(a)
'0b10'　・・・これも0b010となりますが、010の先頭の0は意味が無いので表示されません。

シフト演算は実際の制御でよく使われるので覚えておきましょう。

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