[JavaScript 33가지 개념] 12. 비트 연산자, 형식화 배열, 버퍼(배열)

 

JavaScript에서 비트 연산자와 형식화 배열, 버퍼 사용하기

JavaScript는 다양한 데이터 처리를 위해 여러 기능을 제공합니다. 특히 비트 연산자, 형식화 배열(Typed Arrays), 그리고 버퍼(Buffer)는 효율적인 메모리 관리를 가능하게 해줍니다. 이 글에서는 이러한 기능의 개념과 실제 사용법을 설명하겠습니다.

1. 비트 연산자(Bitwise Operators)란?

비트 연산자는 이진수의 각 비트를 조작하는 데 사용되는 연산자입니다. JavaScript에서 비트 연산자는 정수 값을 비트 단위로 처리하여 연산합니다. 주요 비트 연산자는 다음과 같습니다:

• AND (&): 두 비트가 모두 1일 때 1을 반환.
• OR (|): 두 비트 중 하나가 1이면 1을 반환.
• XOR (^): 두 비트가 서로 다를 때 1을 반환.
• NOT (~): 비트 값을 반전시킴.
• Left Shift (<<): 지정된 비트 수만큼 왼쪽으로 이동.
• Right Shift (>>): 지정된 비트 수만큼 오른쪽으로 이동.
• Unsigned Right Shift (>>>): 부호 없는 32비트 정수로 오른쪽 이동.

2. 비트 연산자의 실생활 활용 사례

비트 연산자는 데이터 압축, 암호화, 마스킹(masking), 그리고 플래그 설정과 같은 상황에서 유용하게 쓰입니다.

1. 플래그 설정 및 검사
   비트 연산자를 사용해 플래그 값을 설정하거나 검사할 수 있습니다. 예를 들어, 특정 비트를 켜거나 끌 때 AND 및 OR 연산자를 활용할 수 있습니다.
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   let FLAG_READ = 1; // 0001 let FLAG_WRITE = 2; // 0010 let FLAG_EXECUTE = 4; // 0100 let permission = FLAG_READ | FLAG_WRITE; // 0011 let canExecute = (permission & FLAG_EXECUTE) !== 0; // false
3. javascript
4. 데이터 압축
   비트 연산은 다수의 값을 단일 변수로 압축하여 저장하는 데 사용됩니다. 예를 들어, 여러 개의 플래그를 한 변수에 저장하면 메모리 사용을 줄일 수 있습니다.

3. 형식화 배열(Typed Arrays)란?

JavaScript의 형식화 배열은 바이너리 데이터에 대한 효율적인 처리를 위해 사용됩니다. ArrayBuffer를 기반으로 하며, 배열의 각 요소가 고정된 크기와 데이터 타입을 갖습니다. 예를 들어, Int8Array, Uint16Array, Float32Array 등 다양한 형식화 배열이 있습니다.

• Int8Array: 8비트 정수 배열
• Uint16Array: 16비트 부호 없는 정수 배열
• Float32Array: 32비트 부동 소수점 배열

4. 버퍼와 ArrayBuffer

버퍼는 메모리의 연속된 공간을 말하며, 데이터를 바이너리 형식으로 처리할 수 있게 합니다. JavaScript에서 ArrayBuffer 객체는 고정된 크기의 원시 메모리 블록을 표현하며, 이를 통해 바이너리 데이터를 다룰 수 있습니다.

javascript

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let buffer = new ArrayBuffer(16); // 16바이트 크기의 버퍼 생성 let int32View = new Int32Array(buffer); int32View[0] = 42; console.log(int32View[0]); // 42

5. 형식화 배열과 버퍼의 활용 사례

1. 이미지, 오디오, 비디오 데이터 처리
   형식화 배열은 이미지 픽셀 데이터, 오디오 샘플, 비디오 프레임 등의 바이너리 데이터를 다루는 데 사용됩니다. 이러한 데이터를 효율적으로 처리하고 변환할 수 있습니다.
2. 네트워크 데이터 송수신
   WebSocket이나 Fetch API를 통해 전송된 바이너리 데이터를 처리할 때 형식화 배열을 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 서버에서 받은 바이너리 데이터 스트림을 ArrayBuffer로 읽고, 이를 형식화 배열로 변환하여 사용합니다.
3. 파일 시스템 접근 (Node.js)
   Node.js 환경에서 파일을 읽고 쓰는 작업에서 버퍼를 사용합니다. fs 모듈의 read 및 write 메서드는 버퍼를 사용하여 바이너리 파일 데이터를 효율적으로 처리할 수 있습니다.

6. 결론

비트 연산자, 형식화 배열, 그리고 버퍼는 JavaScript에서 메모리 관리와 바이너리 데이터 처리를 가능하게 해주는 강력한 도구입니다. 이러한 기능을 이해하고 활용하면 성능 최적화와 효율적인 데이터 처리가 가능합니다. 특히 고성능 애플리케이션 개발 시, 이들 기능을 적절히 사용하면 큰 이점을 얻을 수 있습니다.

 

 

출처
- https://hackernoon.com/programming-with-js-bitwise-operations-393eb0745dc4
- https://codeburst.io/using-javascript-bitwise-operators-in-real-life-f551a731ff5
- https://www.w3resource.com/javascript/operators/bitwise-operator.php