いきなりですが問題です．
C言語の「^」演算子を使用して，0x55と0x0fのビット単位での排他的論理和(XOR)を求め，「0x??」の形式で解答してください．
さっそくですが解答です．Cのコードは以下の通りで，出力は0x5aです．
printf("0x%x\n", 0x55 ^ 0x0f);
続いてですが問題です．
C言語のプログラムで，0x55と0x0fのビット単位での否定論理積(NAND)を求め，「0x??」の形式で解答してください．
まずは素直なコードです．演算としてのNANDは，ANDをとってからNOTであり，演算子「&」と「~」を用いた式にしました．
printf("0x%x\n", ~(0x55 & 0x0f));
ビット単位の筆算（手計算）をすると，2進数では11111010となり，これを0x??の形式にすると0xfaなのですが，上記のコードの結果は異なります．出力は0xfffffffaとなりました．
「0x??」と書くと，16進2桁，ですので8ビットの範囲で考えているかのようですが，「~」演算子は整数値を対象とします．今回の実行環境ではint型が32ビットだったため，ビット反転（NOT演算）は，見えていなかった24ビットに対しても，適用されたのでした．
下位8ビットに限定するには，次のようにします．これで，出力は0xfaになってくれました．
printf("0x%x\n", ~(0x55 & 0x0f) & 0xff);
ここまでの元ネタは，第4クォーターの1年向けプログラミング科目の第1回授業です．テーマは「さまざまな演算子」で，優先順位つきですべての演算子を表示させてから，論理演算子とビット演算子に焦点を当て詳しく解説しました．
XORとNANDの演算については，それぞれの演算を行う自作関数xorとnandを含むプログラムコードを打ち込んでもらい，ソースコードと実行結果を提出させました．「& 0xff」の有無については，解説スライドを作って，第2回授業までにPDFでダウンロードできるようにしました．
ここから，授業で言わなかったことです．上記の「& 0xff」の件は，「指示を増やせば，出力が減る」ということです．他に，「指示を増やせば，出力が減る」事例があるでしょうか…
思い浮かぶのは，wcコマンドです．10年くらい前，Linuxを使用した演習科目で，「wcコマンドを使用して，ファイルabc.txtの行数を出力するための実行コマンドを解答しなさい」という小課題を出しました．
wcコマンド*1を初めて使うとしても，Linuxの（コマンドラインインタフェースの）実行はどういうものかを知っていれば，wc abc.txtとするだけです．
適当に作ったファイルabc.txtについて，実行結果が6 38 256 abc.txtとなったとします．最初の「6」が行数です．
「38」と「256」はそれぞれ，語数とバイト数です．除去するには，実行するコマンドをwc -l abc.txtに変更します．結果は6 abc.txtとなります．abc.txtは6行であることが，端的に示されています．「指示を増やせば，出力が減る」事例でした．
