Java中的运算符

一时失言乱红尘 2024-03-27 15:17 23阅读 0赞

#### 文章目录 ####

*  前言
 *  一、算术运算符
 *   *  1.基本四则运算符
     *  2.增量赋值运算符
     *  3.自增/自减运算符
 *  二、关系运算符
 *  三、逻辑运算符
 *   *  1.逻辑与&&
     *  2.逻辑或| |
     *  3.逻辑非！
     *  4.短路求值
     *  5.不推荐使用&和|
 *  四、位运算符
 *   *  1.按位与&
     *  2.按位或|
     *  3.按位取反~
     *  4.按位异或
 *  五、移位运算
 *   *  1.左移<<
     *  2.右移>>
     *  3.无符号右移>>>
 *  六、条件运算符
 *  七、运算符的优先级
 *  总结

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## 前言 ##

C/C++、Python这些计算机编程语言中都有运算符。运算符基本上都是互通的。这篇文章讨论一下Java中的运算符。

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## 一、算术运算符 ##

### 1.基本四则运算符 ###

**+（加）、-（减）、\*（乘）、/（除）、%（取余）**  
四则运算的规则都很简单，就是数学计算中四则运算规则，但是值得注意的是除法：  
（1）涉及到小数运算时，使用double类型，例如：

int a = 1;
    int b = 2;
    System.out.println(a/b)  //结果为0;因为int/int,结果还是int

（2）任何时候0都不能当作除数使用

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)

（3）%表示取余运算，不仅仅可以对int求模，还可以对double求模。

public class Test {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            System.out.println(10%3);      //对int取模
            System.out.println(11.5%2.0);  //对double取模
        }
    }

![在这里插入图片描述][53c00e6f49474c89b136b3f1289a159a.png]

### 2.增量赋值运算符 ###

**+=、-=、\*=、/=、%=**

int a = 10;
    a += 1;    //等价于 a = a + 1
    a -= 1;    //等价于 a = a - 1
    a *= 1;    //等价于 a = a * 1
    a /= 1;    //等价于 a = a / 1
    a %= 1;    //等价于 a = a % 1

### 3.自增/自减运算符 ###

**++、–**

int a = 10;
    int b = ++a;
    System.out.println(b);  //输出结果为11，++a是先加再取值
    int c = a++;
    System.out.println(c);  //输出结果为10，a++是先取值再加

同样–，也是这个道理。所以，有如下结论：  
（1）如果不取自增运算的表达式的返回值, 则前置自增和后置自增没有区别。  
（2）如果取表达式的返回值, 则前置自增的返回值是自增之后的值, 后置自增的返回值是自增之前的值。

## 二、关系运算符 ##

**==、!=、<、>、<=、>=**

int a = 10; 
    int b = 20; 
    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

**关系运算符的表达式的返回值都是boolean类型**

## 三、逻辑运算符 ##

**&&、| |、！**  
**注意，逻辑运算符的操作数（操作数往往是关系运算符的结果）和返回值都是boolean**

### 1.逻辑与&& ###

规则：两个操作数都为true，结果为true,否则为false

int a = 10; 
    int b = 20; 
    int c = 30; 
    System.out.println(a < b && b < c); //true

### 2.逻辑或| | ###

规则：两个操作数都为false，结果为false，否则为true

int a = 10; 
    int b = 20; 
    int c = 30; 
    System.out.println(a < b || b < c); //true

### 3.逻辑非！ ###

规则：操作数为true，结果为false，操作数为false，结果为true。（这个单目运算符只有一个操作数）

int a = 10;
    int b = 20;
    System.out.println(!a < b); //false

### 4.短路求值 ###

**&&和| |遵循短路求值的规则**

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。  
所以，我们得到如下结论：  
（1）对于 && , 如果左侧表达式值为 false, 则表达式的整体的值一定是 false, 无需计算右侧表达式。  
（2）对于 | |, 如果左侧表达式值为 true, 则表达式的整体的值一定是 true, 无需计算右侧表达式。

### 5.不推荐使用&和| ###

**如果操作数的值为boolean时，&和|也表示逻辑运算，但是与&&和| |，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

## 四、位运算符 ##

Java中对数据操作的最小单位不是字节，而是二进制位，位操作表示按二进制位运算。  
位运算符主要有四个：**&、|、~、^**

### 1.按位与& ###

**如果两个二进制位都为1，结果为1，否则结果为0**

int a = 10;
    int b = 20;
    System.out.println(a&b);  //输出结果为0

例如：进行按位运算，首先需要把10和20转换成二进制，分别是1010和10100  
![在这里插入图片描述][4c09e2dca3ac4f89a7c992656edebb9e.png]

### 2.按位或| ###

**如果两个二进制位都是0，结果为0，否则结果为1**

int a = 10;
    int b = 20;
    System.out.println(a|b); //输出结果为30

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1，则转为0；如果该位为0，则转换为1**

int a = 0xf; 
    System.out.printf("%x\n", ~a);  //输出结果为fffffff0

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。

### 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); //输出结果为3

异或在实际应用中非常广泛。比如交换两个数的位置，找出只出现一次的数字。

## 五、移位运算 ##

移位运算符有三个：**<<、>>、>>>**  
同样，也是按照二进制位来运算的

### 1.左移<< ###

**最左侧位不要了, 最右侧补0（乘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

### 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)（除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) 
    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

### 3.无符号右移>>> ###

\*\* 最右侧位不要了, 最左侧补0（不考虑符号位，除2）\*\*

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。

## 六、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。  
它是Java中唯一一个三目运算符，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;  //输出结果为20

## 七、运算符的优先级 ##

**运算符之间是有优先级的，但是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**

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## 总结 ##

以上是对Java中的运算符的详细介绍。因为运算符的使用，在各种计算机编程语言中都是互通的。所以，整体上看来，Java运算符的基本规则与C语言一致。

[53c00e6f49474c89b136b3f1289a159a.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/27/bd35527b577b418ba46badc1c014c25a.png
[4c09e2dca3ac4f89a7c992656edebb9e.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/27/fd37282d5f724b0e81f33c627582fa9a.png