【JavaSE】运算符

╰+哭是因爲堅強的太久メ 2024-03-17 13:40 67阅读 0赞

**目录**

【1】什么是运算符

【2】算术运算符

【2.1】基本四则运算符：加减乘除模

【2.2】增量运算符

【2.3】自增/自减运算符

【3】关系运算符

【4】逻辑运算符

【4.1】逻辑与 &&

【4.2】逻辑 ||

【4.3】逻辑非 !

【4.4】短路求值

【5】位运算符

【5.1】按位与 &

【5.2】按位或 |

【5.3】按位取反 ~

【5.4】按位异或 ^

【6】移位运算

【6.1】左移

【6.2】右移

【6.3】无符号右移

【7】条件运算符

【8】运算符的优先级

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## **【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，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。 作为一门计算机语言，Java也提供了一套丰富的运算符来操纵变量。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：加减乘除模** ###

public static void main(String[] args) {
        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
    }

**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 。

public static void main(String[] args) {
        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，可以使用如下方式
        double d = a * 1.0 / b;
        System.out.println(d);
    }

*  做除法和取模时，右操作数不能为0 。

public static void main4(String[] args) {
        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)
        // ^
    }

*  % 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 。

public static void main3(String[] args) {
          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 。

public static void main5(String[] args) {
        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** ###

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。

public static void main(String[] args) {
        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。

### **【2.3】自增/自减运算符**  ###

\++是给变量的值+1，--是给变量的值-1 。

public static void main(String[] args) {
        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 。

public static void main(String[] args) {
        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。

### **【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。

相当于现实生活中的且，比如：如果是学生，并且 带有学生证 才可以享受半票，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。

public static void main(String[] args) {
        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 ||** ###

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。 相当于现实生活中的或，比如：买房子交钱时，全款 或者 按揭都可以，如果全款或者按揭，房子都是你的，否则站一边去。

public static void main(String[] args) {
        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。

public static void main(String[] args) {
        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

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:

*  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**  ##

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。

### **【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

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### **【5.2】按位或 |** ###

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.

<span style="background-color:#ffffff"><span style="color:#7a7a7a"><span style="color:#008855">int</span> <span style="color:#000000">a</span> <span style="color:#981a1a">=</span> <span style="color:#116644">10</span>;
    <span style="color:#008855">int</span> <span style="color:#000000">b</span> <span style="color:#981a1a">=</span> <span style="color:#116644">20</span>;
    <span style="color:#000000">System</span>.<span style="color:#000000">out</span>.<span style="color:#000000">println</span>(<span style="color:#000000">a</span> <span style="color:#981a1a">|</span> <span style="color:#000000">b</span>);</span></span>

运算方式和按位于类似

### **【5.3】按位取反 ~** ###

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

**注意**：

*  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。
 *  0xf 表示 10 进制的 15, 也就是二进制的 1111。
 *  printf 能够格式化输出内容, %x 表示按照十六进制输出。
 *  \\n 表示换行符 。

### **【5.4】按位异或 ^** ###

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

**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**  ###

左移 <<: 最左侧位不要了, 最右侧补 0 。

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

**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。

### **【6.2】右移** ###

右移 >>: 最右侧位不要了, 最左侧补符号位(正数补0, 负数补1) 。

public static void main12(String[] args) {
        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
        
        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
    }

### **【6.3】无符号右移**  ###

无符号右移 >>>: 最右侧位不要了, 最左侧补 0 。

public static void main14(String[] args) {
        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。

## **【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。

public static void main15(String[] args) {
        // 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;

1.  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**  ##

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。

public static void main(String[] args) {
        // 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.

public static void main(String[] args) {
    	// 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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