一、 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,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
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
二、 算术运算符
1. 基本四则运算符:加减乘除模(+ - * / %)
System.out.println(11.5 % 2.0);
// 运行结果
1.5
注意:
(1)都是二元运算符,使用时必须要有左右两个操作数
(2)做除法和取模时,右操作数不能为0
(3)% 不仅可以对整型取模,也可以对double类型取模,但是没有意义,一般都是对整型取模的
2. 增量运算符 += -= *= %=
该种类型运算符操作完成后,会将操纵的结果赋值给左操作数
注意:只有变量才能使用该运算符,常量不能使用
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:
(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
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(重点)
逻辑运算符主要有三个: && || ! ,运算结果都是 boolean类型(true/false)
(1) 逻辑与 &&(只要有1个为假,整个表达式就为假)
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
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
短路与&&:只要表达式1为假,就不会执行表达式2
eg:
System.out.println((10>20)&&(10/0==0)) //打印false
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
(2)逻辑 ||(至少1个为真,整个表达式才为真)
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
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
短路或||:只要一个表达式为真,就不会执行表达式2
eg:
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
(3) 逻辑非 !(真变假,假变真)
语法规则:! 表达式
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
注意:
在Java中int a=10;if(!a)是不允许的 (除非a为布尔类型的true/false)
语法规则:! 表达式中的表达式一定是布尔类型
(4)短路求值
&& 和 || 遵守短路求值的规则
注意:
& 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
但是不建议这样写
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(操作二进制位)
Java 中数据存储的最小单位是字节,而数据操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
(1)按位与 &: 同1为 1, 否则为 0
int a = 10; //1010
int b = 20; //10100
System.out.println(a & b); //0
(2) 按位或 |: 有1则1,否则为0
int a = 10;
int b = 20;
System.out.println(a | b);
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
(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)按位异或 ^: 同为0,异为1
int a = 0x1;
int b = 0x2;
System.out.printf("%x\n", a ^ b);
类似于找不同, 不同就圈起来,标记为1,相同就不用操作,为0
n ^ n = 0 (一个数和本身异或为0)
0 ^ n = n (0和一个数异或为这个数)
应用:找单身狗:1 2 3 2 1(找出出现一次的数)
每个数异或,最后得到的结果就是单身狗(异或运算是符合交换律的)
1^1=0, 2^2=0, 3^0=3
6. 移位运算(了解)(对补码操作)
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
(1)左移 <<: 最左侧位不要了, 最右侧补 0.(相当于*2)
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编程负数
(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
对于正数>>,就相当于/2
对于负数就不一定了
eg:-1(int)>>1得到的还是-1(负数补符号位)(补码进行移位操作)
(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
如果a是byte进行移位操作,会先整形提升为int类型(因为移位的位数是int类型)
-1(int)>>>1:得到的是2的31次方-1
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)正数右移 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
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(一定要赋值,或者直接打印,不能独立存在)
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:
(1)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; //error
这样就是可以的
int a = 10;
int b = 20;
double c = a < b? 1 : 2.0; //1.0
(2) 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(不需要记,需要时加括号)
在一条表达式中,各个运算符可以混合起来进行运算,但是运算符的优先级不同,比如:* 和 / 的优先级要高于 +和 - ,有些情况下稍不注意,可能就会造成很大的麻烦
// 求a和b的平均值
int a = 10;
int b = 20;
int c = a + (b - a) >> 1;
System.out.println(c);
上述表达式中,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);
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