!(否定)演算子について

!演算子の動きが知りたいです。

!0なら1になる
!1なら0になる
のは解るのですが
!3など数値を入れた場合、0になるのはどの様な内部処理なのでしょうか？

ビット演算
0011
　↓
0 or 0 or 1 or 1
　↓
　1
　↓
　!1
　↓
　0

上記と考えているのですが、アドバイスよろしくお願いします。

No.3 ベストアンサー 回答者： chie65535 回答日時： 2011/09/30 11:30

＞!0なら1になる

違います。

「!0なら非0になる」です。

「0でない値」と決まっているだけで、1になる保証はありません。0以外の何になるかは決まっていません。

なので「1になる筈」として1と比較すると「1とは異なる」と言う結果になる事があります。

＞!1なら0になる

違います。

「!非0なら0になる」です。

非0は「0でないなら、何でもよい」ので、1でも2でも3でも65535でも2147483647でも構いません。

これを理解するには、bool型を理解しておく必要があります。

C++から導入された「bool型」は「trueかfalseの値を格納できる型」と定義されています。

そして「falseは0」「trueは0でない値」と定義されています。

「0でない値」は、1かも知れないし、2かも知れないし、-1かも知れないし、255かも知れません。「0でない」としか決まっていないのです。

なので「ある処理系ではtrueの実際の値は1なのに、別の処理系ではtrueの実際の値は-1になっている」って事も有り得ます。

＞!3など数値を入れた場合、0になるのはどの様な内部処理なのでしょうか？

例えば

bool f;
f = !3;

と書くと、以下のプログラムと同等の実行コードになります。

bool f;
if (3 == 0) f = true else f = false;

なお「!3」や「(3 == 0）」などは「常に同じ結果になる」ので、コンパイル時に最適化され、以下のプログラムと同等になります。

bool f;
f = false;

この回答へのお礼

アドバイスありがとうございます。
「0でない値」の部分が非常に参考になりました。
そう考えるとしっくりきます。

非常に学習になりました。

お礼日時：2011/10/03 08:06

No.6 回答者： Tacosan 回答日時： 2011/09/30 23:48

・C において「真理値を返す演算子」が返すのは必ず 0 か 1

・C++ において bool を int に変換すると false は 0, true は 1 になる (「NULL が 0 か」と同様「true が 1 で表現されている」というわけではないが)
です＞#3.

No.5 回答者： akayoroshi 回答日時： 2011/09/30 13:13

手元にあったJIS規格書(X 3010-1993)の記述：

6.3.3.3 単項演算子
　論理演算子!の結果は，そのオペランドの値が0と比較して等しくない場合0とし，等しい場合1とする。結果の型は，intとする。式!Eは，(0==E)と等価とする。

回答No.2のとおりです。

No.4 回答者： chie65535 回答日時： 2011/09/30 11:48

因みに、!演算子は、インテル系のCPUの命令コードで、以下のようになります。

MOV ECX,[メモリ] ; ECXレジスタに評価する値を持って来る
XOR EAX,EAX ; EAXレジスタを０にする
TST ECX ; ECXレジスタの値によってZフラグをセット
BNE $+3 ; Zフラグが立ってないならINC EAXの次の命令にジャンプ
INC EAX ; EAXをインクリメントして1にする
MOV [メモリ],AL ; 結果をbool型変数のメモリに格納（bool型変数のサイズは１バイトと想定）

インテル系のCPUでは、式の演算結果は「EAXレジスタに作られるのが基本」なので、上記命令コードを実行すると、EAXレジスタにtrueかfalseの値が作られ、それが変数用メモリに格納されます（但し、最適化を行った場合は、EAXレジスタに作られるとは限らない）

No.2 回答者： Wr5 回答日時： 2011/09/30 10:29

「0なら1」、「0以外なら0」という動作しているだけかと。

…正しくは「真なら偽」「偽なら真」かと思われますが……。
# 0が偽、0以外が真…とか。

No.1 回答者： suzukikun 回答日時： 2011/09/30 10:27

否定演算子！はビット演算ではなく論理演算子です。

!true=false
!false=true
というものです。
Cでは「0でない」ものは論理演算子ではTrueなので「!3」はFalseとなり、内容を見ると0（false）になります。

Cのビット演算子は~（チルダ）です。