unsigned int value = 0b11001100;  // 204 in decimal
unsigned int mask = 0b00001111;   // 15 in decimal
unsigned int result = value & mask;  // Result: 0b00001100 (12 in decimal)

上記の例ではANDビットマスクを使用し、下位4ビットを抽出しています。マスクの1のビットに対応する元の値のビットが保持され、0のビットに対応する部分はクリアされます。

ビットマスクはデータの圧縮やフラグの状態チェックなど、さまざまな場面で活用可能。たとえばファイルシステムのパーミッション管理や、ネットワークプロトコルのヘッダー解析などで頻繁に使われる技術です。

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OR演算子によるフラグ設定

OR演算子(|)は2つの二進数の各ビットを比較し、どちらかが1の場合に結果が1になります。この特性を利用して特定のビットを1に設定（フラグを立てる）できます。

unsigned int flags = 0b00000000;  // Initial state: no flags set
unsigned int FLAG_READ = 0b00000001;
unsigned int FLAG_WRITE = 0b00000010;
flags |= FLAG_READ;  // Set read flag: 0b00000001
flags |= FLAG_WRITE;  // Set write flag: 0b00000011

上記はOR演算子を使用し、個別のフラグを設定しているコード例です。各フラグは2の累乗の値を持ち、互いに干渉せずに複数のフラグを同時に設定できるのがメリットです。

このようなフラグ設定はプログラムの状態管理や、設定オプションの制御によく使用されます。たとえばグラフィックスプログラミングでのレンダリングオプションや、ファイルI/O操作の制御などで活用されることがあります。

XOR演算子を用いた値の反転

XOR演算子(^)は2つの二進数の各ビットを比較し、片方だけが1の場合に結果が1になるのが特徴。この性質を利用して特定のビットを反転させたり、値の交換を行ったりできます。

unsigned int value = 0b10101010;  // 170 in decimal
unsigned int mask = 0b11111111;   // 255 in decimal
value ^= mask;  // Result: 0b01010101 (85 in decimal)

上記の例ではXOR演算子を使用し、全てのビットを反転させています。マスクの1のビットに対応する元の値のビットが反転され、0のビットは変更されません。

XOR演算子は暗号化アルゴリズムやエラー検出・訂正コードの実装でよく使用されます。また、メモリ効率の良い値の交換（スワップ）操作にも活用され、一時変数を使わずに2つの値を交換できる点が特徴的です。

※上記コンテンツの内容やソースコードはAIで確認・デバッグしておりますが、間違いやエラー、脆弱性などがある場合は、コメントよりご報告いただけますと幸いです。