レガシー第16章：ビット演算・ビットフラグとステータス異常系

#include <iostream>
#include <stdint.h>

// スコープ付き列挙型（enum class）で型安全なフラグを定義
enum class StatusEffect : uint32_t {
    None        = 0,
    Poison      = 1 << 0, // 0x01: 毒（毎秒スリップダメージ）
    Frozen      = 1 << 1, // 0x02: 氷結（移動速度半減）
    Invincible  = 1 << 2, // 0x04: 無敵（被弾無効）
    Shield      = 1 << 3, // 0x08: バリア展開中
    Berserk     = 1 << 4, // 0x10: 攻撃力2倍
};

// ビット演算子 | のオーバーロード
inline StatusEffect operator|(StatusEffect a, StatusEffect b) {
    return static_cast<StatusEffect>(
        static_cast<uint32_t>(a) | static_cast<uint32_t>(b)
    );
}

// ビット演算子 & のオーバーロード
inline StatusEffect operator&(StatusEffect a, StatusEffect b) {
    return static_cast<StatusEffect>(
        static_cast<uint32_t>(a) & static_cast<uint32_t>(b)
    );
}

// ビット反転 ~ のオーバーロード
inline StatusEffect operator~(StatusEffect a) {
    return static_cast<StatusEffect>(~static_cast<uint32_t>(a));
}

class Character {
private:
    StatusEffect status_;

public:
    Character() : status_(StatusEffect::None) {}

    // フラグ付与
    void addStatus(StatusEffect effect) {
        status_ = status_ | effect;
    }

    // フラグ解除
    void removeStatus(StatusEffect effect) {
        status_ = status_ & (~effect);
    }

    // フラグ所持チェック
    bool hasStatus(StatusEffect effect) const {
        return (status_ & effect) != StatusEffect::None;
    }

    // 複合フラグの一括チェック（指定したフラグをすべて持っているか）
    bool hasAllStatus(StatusEffect combined) const {
        return (status_ & combined) == combined;
    }

    void printStatus() const {
        std::cout << "[ステータス] 生ビット値: 0x" << std::hex << static_cast<uint32_t>(status_) << std::dec << std::endl;
        if (hasStatus(StatusEffect::Poison))     std::cout << "  - 🟣 毒状態" << std::endl;
        if (hasStatus(StatusEffect::Frozen))     std::cout << "  - ❄️ 氷結状態" << std::endl;
        if (hasStatus(StatusEffect::Invincible)) std::cout << "  - ✨ 無敵状態" << std::endl;
        if (hasStatus(StatusEffect::Shield))     std::cout << "  - 🛡️ バリア展開中" << std::endl;
        if (hasStatus(StatusEffect::Berserk))    std::cout << "  - ⚔️ バーサーク発動中" << std::endl;
    }
};

int main() {
    Character hero;
    std::cout << "=== 初期状態 ===" << std::endl;
    hero.printStatus();

    std::cout << "\n=== 毒と氷結の複合付与 ===" << std::endl;
    hero.addStatus(StatusEffect::Poison | StatusEffect::Frozen);
    hero.printStatus();

    // 複合判定
    if (hero.hasAllStatus(StatusEffect::Poison | StatusEffect::Frozen)) {
        std::cout << "  ⚠️ 氷結毒の相乗効果！毎秒ダメージ2倍！" << std::endl;
    }

    std::cout << "\n=== 解毒ポーション使用 ===" << std::endl;
    hero.removeStatus(StatusEffect::Poison);
    hero.printStatus();

    return 0;
}

• ビットマスクの4大操作: OR（立てる）、AND+NOT（消す）、XOR（反転）、AND（調べる）を脊椎反射で書けるようにする。
• enum class による型安全化: ビット演算子をオーバーロードすることで、生整数の暗黙変換を防ぎつつ美しいマスク演算を可能にする。
• 生ビットフィールドの回避: C++言語の生ビットフィールド（: 1）はメモリレイアウトやエンディアンが処理系定義のため、通信やセーブにはビットマスク演算を使う。
• 演算子の優先順位に警戒: == や != は & や | よりも優先順位が高いため、必ず (flags & MASK) != 0 のように括弧で囲む。

• 1. flags = flags | ~MASK;
• 2. flags = flags & ~MASK;
• 3. flags = flags ^ MASK;
• 4. flags = flags << MASK;

• 1. & 演算子は if 文の条件式の中で使用することが文法上禁止されているため
• 2. != 比較演算子の方が & ビット演算子よりも結合優先順位が高いため、flags & (MASK != 0) と評価されてしまうから
• 3. & 演算を行うと変数の値が自動的に 0 に書き換わってしまうため
• 4. MASK が 2 以上のとき、!= 0 は常に偽になるため

• 1. ビットフィールドを使うとプログラムのコンパイル時間が10倍になるため
• 2. ビットの並び順（エンディアンや上位/下位ビットの配置）が処理系依存（コンパイラ依存）で移植性がないため
• 3. 64ビットOSではビットフィールドが一切サポートされていないため
• 4. ビットフィールドは仮想関数を持つことができないため