Swiftでビットパターンで整数型を変換する

2022年8月25日2023年10月24日

Swiftでビットパターンを維持した状態で整数型を変換するには、次のイニシャライザを使用します。

init<T>(truncatingIfNeeded source: T) where T : BinaryInteger

これを使って、符号無し整数と符号有り整数との間で変換できます。例えば、UInt8で0x00, 0x7F, 0x80, 0xFFは10進数では次のようになります。

16進数	UInt8での10進数
0x00	0
0x7F	127
0x80	128
0xFF	255

同じ値がInt8では次のようになります。

16進数	Int8での10進数
0x00	0
0x7F	127
0x80	-128
0xFF	-1

Playgroundで次のように入力して実行すると、期待した変換ができることが確認できます。

let u1 = UInt8(0x00)
let u2 = UInt8(0x7F)
let u3 = UInt8(0x80)
let u4 = UInt8(0xFF)

let i1 = Int8(truncatingIfNeeded: u1)
let i2 = Int8(truncatingIfNeeded: u2)
let i3 = Int8(truncatingIfNeeded: u3)
let i4 = Int8(truncatingIfNeeded: u4)

引数のラベルを指定しないと次のイニシャライザが使われます。

init<T>(_ source: T) where T : BinaryInteger

このイニシャライザでも変換できますが、範囲外の値のときにエラーになります。具体的には、UInt8からInt8への変換では、128以上の値でエラーとなります。

次のコードをPlaygroundで実行してください。

let u1 = UInt8(0x00)
let u2 = UInt8(0x7F)
let u3 = UInt8(0x80)
let u4 = UInt8(0xFF)

let i1 = Int8(u1)
let i2 = Int8(u2)
let i3 = Int8(u3)
let i4 = Int8(u4)

すると、次のようにコンソールに出力され、u3からInt8を作るときにエラーになります。

Swift/Integers.swift:3564: Fatal error: Not enough bits to represent the passed value

init(truncatingIfNeeded:)は数値のビットパターンを維持したままタイプを変換するので成功します。UInt8の128とInt8の-128はどちらも2進数では10000000です。

init(_ source:)は数値を解釈するので範囲外となってしまいます。Int8の取り得る値は-128以上127以下です。u3は128なので範囲外となります。

この記事を書いた人

Akira Hayashi (林　晃) Representative(代表), Software Engineer(ソフトウェアエンジニア)

アールケー開発代表。Appleプラットフォーム向けの開発を専門としているソフトウェアエンジニア。ソフトウェアの受託開発、技術書執筆、技術指導・セミナー講師。note, Medium, LinkedIn
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Representative of RK Kaihatsu. Software Engineer Specializing in Development for the Apple Platform. Specializing in contract software development, technical writing, and serving as a tech workshop lecturer. note, Medium, LinkedIn