解説

ビット操作の基本問題です。全ビットを反転（0を1に、1を0に）する操作は、すべてのビットが1であるビット列（8ビットなら16進表記 FF＝2進表記 11111111）との排他的論理和（XOR）で実現できます。XOR は「2つの入力が異なるとき1、同じとき0」を返す演算なので、x XOR 1 は x の反転（x が0なら1、1なら0）、x XOR 0 は x のまま、という性質があります。したがって FF（全ビット1）と XOR をとると全ビットが反転します。例えば 10110010 XOR 11111111 ＝ 01001101 となり、確かにすべてのビットが反転しています。この性質は誤り検出やビットマスク処理、暗号処理などで頻繁に使われる基本テクニックです。一方、論理和（OR）は「どちらかが1なら1」なので、FF と OR をとると結果は常に FF（全ビット1）になってしまい、反転にはなりません。ウが正解です。

なぜ他の選択肢は違うのか

選択肢 ア

16進表記 00（全ビット0）との排他的論理和では、x XOR 0 ＝ x という性質により元の値がそのまま保たれ、何も変化しません。XOR で反転を起こせるのは相手側のビットが1のときだけです。「XOR を使う」という方向性は正しいのですが、相手が全ビット0では反転は一切起こらないため、反転させたい桁すべてに1を立てた FF を相手にする必要があります。

選択肢 イ

16進表記 00（全ビット0）との論理和では、x OR 0 ＝ x という性質により元の値がそのまま保たれます。OR は「どちらかが1なら1」を返す演算なので、全ビット0との OR では相手の値がそのまま残るだけで、0→1 の変化も 1→0 の変化も起こりません。演算（OR）と相手の値（00）の両方が反転には不適切な組合せです。

選択肢 エ

16進表記 FF（全ビット1）との論理和をとると、OR の性質（どちらかが1なら1）により、元の値にかかわらず結果は常に 11111111（FF）になります。これは「反転」ではなく「全ビットを1にセットする」操作です。1だったビットが0に変わることが決してないため反転の要件を満たしません。FF を相手にする点は正解と同じでも、演算が OR では目的を達成できません。

解くときのポイント

ビット操作の定石: 反転は XOR FF、クリアは AND 00、セットは OR FF、特定ビット取り出しは AND マスク。XOR の「1と組むと反転、0と組むとそのまま」を覚えること。