Java小试牛刀—运算符

目录

1、前言

2、什么是运算符

3、算术运算符

3.1 基本四则运算符：加减乘除模(+ - * / %)、

3.2 增量运算符 （+= -= *= %=）

3.3 自增/自减运算符++ --

4、关系运算符

5、逻辑运算符

5.1 逻辑与 &&

5.2 逻辑 或||

5.3 逻辑非 !

5.4 短路求值

6、位运算符

6.1 按位与 &

6. 2 按位或 |

6.3 按位取反 ~

6.4 按位异或 ^

7、移位运算 

7.1 左移 <<

7.2 右移 >>

7.3 无符号右移 >>>

8、条件运算符

9、结语

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1、前言

今天我为大家来介绍一下Java中运算符相关的知识，如果您有幸有C语言的基础，那么恭喜你，在运算符的相关语法Java与C语言相差不大，那么让我们一起走进运算符的世界吧。

2、什么是运算符

• 我们知道计算机的最基本的用途之一就是执行数学运算，比如：

int a = 10;
int b = 20;
a + b;
a < b;

• 上述+ 和< 等就是运算符，即：对操作数进行操作时的符号，不同运算符操作的含义不同。
• 当然，Java也提供了一套丰富的运算符来 *** 纵变量。Java中运算符可分为：算术运算符(+ - */)、关系运算符(< > ==)、逻辑运算符、位运算符、移位运算符以及条件运算符等。我们在下面逐一介绍。

3、算术运算符 3.1 基本四则运算符：加减乘除模(+ - * / %)、

代码如下：

int a = 20;
int b = 10;
System.out.println(a + b); // 30
System.out.println(a - b); // 10
System.out.println(a * b); // 200
System.out.println(a / b); // 2
System.out.println(a % b); // 0 --->模运算相当于数学中除法的余数

需要注意： 

• 都是二元运算符，使用时必须要有左右两个 *** 作数。
• int / int 结果还是int类型，而且会向下取整，其实可以理解为C语言中的除，取的是商的整数部分，如下代码：

int a = 3;
int b = 2;
// 在数学中应该是1.5 但是在Java中输出结果为1 会向下取整，即小数点之后全部舍弃掉了
System.out.println(a / b);
// 如果要得到数学中的结果，可以用double类型来接收
double d = a / b;
System.out.println(d);

• 做除法和取模时，右 *** 作数不能为0，也就是分母不能为0的道理，如果为0，编译器会报“算数异常（ArithmeticException）”错误

int a = 1;
int b = 0;
System.out.println(a / b)
// 运行结果
Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero
at Test.main(Test.java:5)

• 两侧 *** 作数类型不一致的时候，像类型较大的转换；如下代码，+的左侧是int型，右侧是double类型，计算的时候会将int型整型提升为double类型，所以输出为：1.2。

System.out.println(1+0.2)

3.2 增量运算符 （+= -= *= %=）

• 该种类型运算符 *** 作完成后，会将 *** 纵的结果赋值给左 *** 作数。

int a = 1;
a += 2; // 相当于 a = a + 2
System.out.println(a); // 输出3

a -= 1; // 相当于 a = a - 1
System.out.println(a); // 输出2

a *= 3; // 相当于 a = a * 3
System.out.println(a); // 输出6

a /= 3; // 相当于 a = a / 3
System.out.println(a); // 输出2

a %= 3; // 相当于 a = a % 2
System.out.println(a); // 输出2

注意：只有变量才能使用该运算符，常量不能使用。

3.3 自增/自减运算符++ --

• ++是给变量的值+1，--是给变量的值-1。
• 后置++

后置++，是先将a的值赋给b，此时b的值是1；之后再a再++，所以a的最终的值是2。

int a = 1;
b = a++; // 后置++
System.out.println(b); // 注意：后置++是先使用变量原来值，因此输出1
System.out.println(a); // 后置++运算完之后，a的值也要++，所以输出2

• 前置++

前置++是a先++，再赋值给b，所以此时a和b的值都是2。

nt a = 1;
b = ++a; // 前置++
System.out.println(b); // 输出为2
System.out.println(a); // 输出为2

注意：

1. 如果单独使用，【前置++】和【后置++】没有任何区别。
2. 如果混合使用，【前置++】先+1，然后使用变量+1之后的值，【后置++】先使用变量原来的值，表达式结束时给变量+1。
3. 只有变量才能使用自增/自减运算符，常量不能使用，因为常量不允许被修改。

4、关系运算符

• 关系运算符主要有六个: == != < > <= >= ，其计算结果是 true 或者 false，均为布尔型。

int a = 10;
int b = 20;
// 注意：在Java中 = 表示赋值，要与数学中的含义区分
// 在Java中 == 表示相等
System.out.println(a == b); // false
System.out.println(a != b); // true
System.out.println(a < b); // true
System.out.println(a > b); // false
System.out.println(a <= b); // true
System.out.println(a >= b); // false

注意：当需要多次判断时，不能连着写，比如：3 < a < 5，Java程序与数学中是有区别的。

5、逻辑运算符

逻辑运算符主要有三个: && || ! ，运算结果都是 boolean类型。

5.1 逻辑与 &&

• 语法规则：表达式1 && 表达式2，左右表达式必须是boolean类型的结果。
• 两个表达式都为真，结果才是真，只要有一个是假，结果就是假。下面是与运算的真值表：

• 代码如下：

int a = 1;
int b = 2;
System.out.println(a == 1 && b == 2); // 左为真 且 右为真 则结果为真
System.out.println(a == 1 && b > 100); // 左为真 但 右为假 则结果为假
System.out.println(a > 100 && b == 2); // 左为假 但 右为真 则结果为假
System.out.println(a > 100 && b > 100); // 左为假 且 右为假 则结果为假

 注意：&&的左边是 *** 作数是假，就不用看右面的 *** 作数了，整个表达式必为假。

5.2 逻辑 或||

• 语法规则：表达式1 || 表达式2，左右表达式必须是boolean类型的结果。
• 两个表达式，只要有一个是真，运算结果就是真。或运算的真值表如下：

• 相关代码如下：

int a = 1;
int b = 2;
System.out.println(a == 1 || b == 2); // 左为真 且 右为真 则结果为真
System.out.println(a == 1 || b > 100); // 左为真 但 右为假 则结果也为真
System.out.println(a > 100 || b == 2); // 左为假 但 右为真 则结果也为真
System.out.println(a > 100 || b > 100); // 左为假 且 右为假 则结果为假

 注意：或运算||，只要左边的表达式为真，那么整个表达式就为真，右边表达式的结果就无所谓了。

5.3 逻辑非 !

• 语法规则：! 表达式
• 原先是结果为真的表达式，非运算之后结果变成假，真值表如下：

• 代码如下：

int a = 1;
System.out.println(!(a == 1)); // a == 1 为true，取个非就是false
System.out.println(!(a != 1)); // a != 1 为false，取个非就是true

5.4 短路求值

• && 和 || 遵守短路求值的规则。

System.out.println(10 > 20 && 10 / 0 == 0); // 打印 false
System.out.println(10 < 20 || 10 / 0 == 0); // 打印 true

• 我们都知道, 计算 10 / 0 会导致程序抛出异常. 但是上面的代码却能正常运行, 说明 10 / 0 并没有真正被求值。
• 注意：

1. 对于 && , 如果左侧表达式值为 false, 则表达式结果一定是 false, 无需计算右侧表达式。
2. 对于 ||, 如果左侧表达式值为 true, 则表达式结果一定是 true, 无需计算右侧表达式。
3. & 和 | 如果表达式结果为 boolean 时, 也表示逻辑运算. 但与 && || 相比, &和|它们不支持短路求值。

System.out.println(10 > 20 & 10 / 0 == 0); // 程序抛出异常
System.out.println(10 < 20 | 10 / 0 == 0); // 程序抛出异常

6、位运算符

• Java 中数据存储的最小单位是字节，而数据 *** 作的最小单位是比特位，字节是最小的存储单位，每个字节是由8个二进制比特位组成的，多个字节组合在一起可以表示各种不同的数据。
• 位运算符主要有四个: & | ~ ^ ，除~ 是一元运算符外，其余都是二元运算符。
• 位 *** 作表示按二进制位运算. 计算机中都是使用二进制来表示数据的(01构成的序列), 按位运算就是在按照二进制位的每一位依次进行计算。

6.1 按位与 &

• 如果两个二进制位都是 1, 则结果为 1, 否则结果为 0。

int a = 10;
int b = 20;
System.out.println(a & b);

• 进行按位运算, 需要先把 10 和 20 转成二进制, 分别为 1010 和 10100。

6. 2 按位或 |

• 如果两个二进制位都是 0, 则结果为 0, 否则结果为 1。

int a = 10;
int b = 20;
System.out.println(a | b);

• 运算方式和按位于类似。

• 注意: 当 & 和 | 的 *** 作数为整数(int, short, long, byte) 的时候, 表示按位运算, 当 *** 作数为 boolean 的时候, 表示逻辑运算。

6.3 按位取反 ~

• 如果该位为 0 则转为 1, 如果该位为 1 则转为 0。

int a = 0xf;
System.out.printf("%x\n", ~a)

• 注意:

1. 0x 前缀的数字为十六进制数字，十六进制可以看成是二进制的简化表示方式，一个十六进制数字对应4个二进制位。
2. 0xf 表示 10 进制的 15, 也就是二进制的 1111。
3. printf 能够格式化输出内容, %x 表示按照十六进制输出。
4. \n 表示换行符。

6.4 按位异或 ^

• 如果两个数字的二进制位相同, 则结果为 0, 相异则结果为 1。

int a = 0x1;
int b = 0x2;
System.out.printf("%x\n", a ^ b);

• 注意：如果两个数相同，则异或的结果为0。

7、移位运算 

• 移位运算符有三个: << >> >>> ，都是二元运算符，且都是按照二进制比特位来运算的。
• 其中无符号右移>>>运算符是Java语言区别于C语言特殊的运算符，需要单独注意一下。
• 移位运算 *** 作的都是数据的补码（无论是正数还是负数）。

7.1 左移 <<

•  最左侧位不要了, 最右侧位补 0。

int a = 0x10;
System.out.printf("%x\n", a << 1);
// 运行结果(注意, 是按十六进制打印的)
20

• 注意：向左移位时，丢弃的是符号位，因此正数左移可能会变成负数。

7.2 右移 >>

•  最右侧位不要了, 最左侧补符号位(正数补0, 负数补1)。

int a = 0x10;
System.out.printf("%x\n", a >> 1);
// 运行结果(注意, 是按十六进制打印的)
8
int b = 0xffff0000;
System.out.printf("%x\n", b >> 1);
// 运行结果(注意, 是按十六进制打印的)
ffff8000

7.3 无符号右移 >>>

• 最右侧位不要了, 最左侧补 0。
• 与右移运算符的差别在于，无论正数还是负数，最左侧的位都是补0。

int a = 0xffffffff;
System.out.printf("%x\n", a >>> 1);
// 运行结果(注意, 是按十六进制打印的)
7fffffff

注意:

1. 左移 1 位, 相当于原数字 * 2. 左移 N 位, 相当于原数字 * 2 的N次方。
2. 右移 1 位, 相当于原数字 / 2. 右移 N 位, 相当于原数字 / 2 的N次方。
3. 由于计算机计算移位效率高于计算乘除, 当某个代码正好乘除 2 的N次方的时候可以用移位运算代替。
4. 移动负数位或者移位位数过大都没有意义。

8、条件运算符

• 条件运算符只有一个:
• 表达式1 ? 表达式2 : 表达式3
• 当 表达式1 的值为 true 时, 整个表达式的值为 表达式2 的值;
  当 表达式1 的值为 false 时, 整个表达式的值为 表达式3 的值。
• 也是 Java 中唯一的一个三目运算符, 是条件判断语句的简化写法。

• // 求两个整数的最大值
  int a = 10;
  int b = 20;
  int max = a > b ? a : b;

  注意：
• 表达式2和表达式3的结果要是同类型的，除非能发生类型隐式类型转换。

int a = 10;
int b = 20;
int c = a > b? 1 : 2.0;

• 上述代码中，1会被2.0整型提升为浮点型，进行运算。

• 表达式不能单独存在，其产生的结果必须要被使用。

int a = 10;
int b = 20;
a > b? a : b; // 报错：Error:(15, 14) java: 不是语句

9、结语

这节blog我们介绍了Java中的运算符，可以看出大部分与C中的运算符差别不大，有些个别特殊的需要大家单独记忆。