「ビット演算子」「シフト演算子」は、0と1の並び（ビット列）がどのように動くかを目で見て理解するのがいちばん早いです。
ここでは、Javaの整数を例に、「視覚的にどう動くか」を図で示します。
基本：ビット列のイメージ
数値はコンピュータの中で 2進数（ビット列） で表されます。
例：
10進数 5 → 0101
10進数 3 → 0011
4ビット（見やすくするために短くしています）で表すとこうです：
| 位置 | 8 | 4 | 2 | 1 |
|---|---|---|---|---|
| 5 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| 3 | 0 | 0 | 1 | 1 |
ビット演算の「見える動き」
① AND演算（&）
両方が1の場所だけ1。
0101 (5)
&0011 (3)
------
0001 = 1
🟢「共通して1のところ」だけ残るイメージ。
② OR演算（|）
どちらかが1なら1。
0101 (5)
|0011 (3)
------
0111 = 7
🟢「1があるところをぜんぶ1にする」イメージ。
③ XOR演算（^）
片方だけ1なら1（両方同じなら0）。
0101 (5)
^0011 (3)
------
0110 = 6
🟢「違うところだけ1」。スイッチのON/OFF切り替えに便利！
④ NOT演算（~）
ビットを全部ひっくり返す（0→1、1→0）。
~0101
------
1010
🟢 つまり、「ONとOFFを反転する」。
Javaでは符号付き整数なので、~5 は -6 になります。
（理由：Javaの int は32ビット、符号付きだから）
シフト演算の「動く様子」
① 左シフト <<
0000 0101 (5)
<<1
↓
0000 1010 (10)
🟢 右に0が入って、左へずれる。
つまり、2倍になるイメージです。
0000 0101 << 2 → 0001 0100 (20)
→ 左に1動く＝×2、2動く＝×4 のように倍々。
② 右シフト >>（符号あり）
0000 0101 (5)
>>1
↓
0000 0010 (2)
🟢 右にずれると、1ビット分値が半分になる。
左端（空いたところ）は「符号ビット」で埋められます。
正の数なら0が入る。
1000 0000 (-128)
>>1 → 1100 0000 (-64)
負の数は左が1のまま（符号保持）。
③ 符号なし右シフト >>>
1000 0000 (-128)
>>>1
↓
0100 0000 (64)
🟢 左端は「常に0で埋める」。
符号を無視して単純に右にずらす。
→ 負の数が 大きな正の値 になることもある。
視覚イメージまとめ
| 演算子 | 動きのイメージ | 結果の傾向 |
|---|---|---|
& | 両方1だけ残る | マスク処理 |
| ` | ` | どちらか1なら1 |
^ | 違うところだけ1 | 切り替え |
~ | 0↔1 反転 | 補数計算 |
<< | 左にずらす（右に0） | ×2倍 |
>> | 右にずらす（符号あり） | ÷2（符号維持） |
>>> | 右にずらす（符号なし） | ÷2（符号無視） |
覚え方のコツ
<<は「左にズラす」→「大きくなる」→「×2」>>は「右にズラす」→「小さくなる」→「÷2」&は「共通部分」→ANDのA|は「どちらか」→ORのO^は「ちがうとき」→XOR（eXclusive OR）
実際にアニメーションで
See the Pen Java Bitwise Operation Visualizer by MONO365 -Color your days- (@monoqlo365) on CodePen.
使い方：
- 「数値」を入れて「ビット表示」を押すと、指定したビット幅（8/16/32）でビット列が表示されます。
- 各操作ボタン（AND/OR/XOR/NOT/<< / >> / >>> / Toggle）を押すと、ビットがアニメーションで変化して結果が表示されます。
- シフト量やアニメ速度は調整可能です。
- 「Toggle random bit」はランダムなビットを反転して動きを見るのに便利です。
See the Pen Java Bitwise Operation Visualizer #2 by MONO365 -Color your days- (@monoqlo365) on CodePen.