运算符
1. 什么是运算符?
计算机的最基本的用途之一就是执行数学运算
Java中运算符可分为以下: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。
2. 算术运算符
2.1 基本四则运算符: + - * / %
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 S ystem.out.println(a % b); // 0
注意:
- 都是二元运算符,使用时必须要有左右两个操作数
- int / int 结果还是int类型,而且会向下取整
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,右操作数不能为0
int a = 1; int b = 0; System.out.println(a / b)
- % 不仅可以对整形取模,也可以对double类型取模,但是没有意义,一般都是对整形取模的
System.out.println(11.5 % 2.0); // 运行结果 1.5
- 两侧操作数类型不一致时,向类型大的提升
System.out.println(1+0.2); // +的左侧是int,右侧是double,在加之前int被提升为double // 故:输出1.2
2.2 增量运算符 += - = *= %=
注意:只有变量才能使用该运算符,常量不能使用。
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
2.3 自增/自减运算符 ++ –
++是给变量的值+1,- -是给变量的值-1。
int a = 1; a++; // 后置++ 表示给a的值加1,此时a的值为2 System.out.println(a++); // 注意:后置++是先使用变量原来值,表示式结束时给变量+1,因此输出2 System.out.println(a); // 输出3 ++a; // 前置++ 表示给a的值加1 System.out.println(++a); // 注意:前置++是先给变量+1,然后使用变量中的值,因此输出5 System.out.println(a); // 输出5 // --操作符给操作-1,与++含义类似
注意:
- 如果单独使用,【前置++】和【后置++】没有任何区别
- 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
- 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
3. 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 。
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
4. 逻辑运算符
逻辑运算符主要有三个: && || ! , 运算结果都是 boolean类型。
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4.1 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。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
4.2 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
左右表达式至少有一个位真,则结果为真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
4.3逻辑非
语法规则:! 表达式
真变假,假变真。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
4.4 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
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:
- 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.
- 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.
- & 和 | 如果表达式结果为 boolean 时, 也表示逻辑运算. 但与 && || 相比, 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
5.位运算符
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。
位操作表示 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.
5.1 按位与 &
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
5.2 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);
运算方式与按位与类似
注意:
当 & 和 | 的操作数为整数(int, short, long, byte) 的时候, 表示按位运算, 当操作数为 boolean 的时候, 表示逻辑运算
5.3 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)
5.4 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; nt 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
6.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。
6.1 左移<<
最左侧位不要了, 最右侧补 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
6.2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
6.3 无符号右移 >>>
最右侧位不要了, 最左侧补 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:
- 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.
- 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.
- 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.
- 移动负数位或者移位位数过大都没有意义
7. 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;
- 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
8. 运算符的优先级
// 求a和b的平均值 int a = 10; int b = 20; int c = a + (b - a) >> 1; System.out.println(c);
由于 + 的优先级要高于 >> , 因此a先和b-a的结果做加法,整体为20,最后再进行右移,因此结果为10
注意:运算符之间是有优先级的. 具体的规则我们不必记忆. 在可能存在歧义的代码中加上括号即可.
// 求a和b的平均值 int a = 10; int b = 20 int c = a + ((b - a) >> 1); System.out.println(c);