Java运算符详谈
运算符
1.1算术运算符
基本四则运算符:
+ - * / %
规则比较简单，这基本和C/C++中的运算符没有区别，值得注意的是除法：
- int / int 结果还是int，如果需要小数，则需要double进行计算。
int a = 1;
int b = 2;
System.out.println(a / b);
// 结果为 0
- 0 不能作为除数。
System.out.println(1 / 0);
//运行结果 会出现异常，编译能通过，但运行不了
Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero
at Test.main(Test.java:3)
- % 表示取余, 不仅仅可以对 int 求模, 也能对 double 来求模
System.out.println(11.5 % 2.0);
// 运行结果
1.5
//负数也可以取模
System.out.println(10 % -3);
System.out.println(-10 % 3);
System.out.println(-10 % -3);
// 运行结果
1
-1
-1
增量赋值运算符：
+= -= *= /= %=
int a = 10;
a += 1; // 等价于 a = a + 1
System.out.println(a);
自增/自减运算符：
++ --
int a = 10;
int b = ++a; //先自增再使用
System.out.println(b);
//运行结果：
11
int a = 10;
int c = a++; //先使用再自增
System.out.println(c);
//运行结果：
10
特别注意：
int i = 10;
i = i++;
System.out.println(i);
//运行结果：
在java中i的结果是10，而在C/C++中是11
结论：
- 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。
- 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。
1.2关系运算符
关系运算符主要有六个：
== ！= < > <= >=
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
**注意：**关系运算符的表达式返回值都是 boolean 类型。
1.3 逻辑运算符(重点)
逻辑运算符主要有三个:
&& || ！
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。
逻辑与 &&
规则: 两个操作数都为 true, 结果为 true, 否则结果为 false。
格式：
表达式1 && 表达式2
int a = 10;
int b = 20;
int c = 30;
System.out.println(a < b && b < c);//true
System.out.println(a > b && b < c);//false
要注意：如果表达式1的结果为false，则不需要再判断表达式2，最终结果为false。
逻辑或 ||
规则: 两个操作数都为 false, 结果为 false, 否则结果为true。
格式：
表达式1 || 表达式2
int a = 10;
int b = 20;
int c = 30;
System.out.println(a < b || b < c);//true
System.out.println(a > b || b < c);//true
System.out.println(a > b || b > c);//false
逻辑非 !
规则: 操作数为 true, 结果为 false; 操作数为 false, 结果为 true(这是个单目运算符, 只有一个操作数)。！只能作用于布尔类型。
int a = 10;
int b = 20;
System.out.println(！a < b); //false
结论：
- 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。
- 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。
& 和 | (不推荐使用)
& 和 | 如果操作数为 boolean 的时候, 也表示逻辑运算. 但是和 &&以及 || 相比，他们不支持短路求值。
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
1.4 位运算符
Java 中对数据的操作的最小单位不是字节, 而是二进制位.
位运算符主要有四个:
& | ~ ^
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。
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);
//运算结果
0
进行按位运算, 需要先把 10 和 20 转成二进制，分别为1010 和 10100，如图所示：
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);
//运算结果为 30
运算方式和按位于类似，如图所示：
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。
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;
System.out.println(~a);
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 = 10;
int b = 20;
System.out.println(a ^ b);
//运行结果 30
运算方式和按位于类似。如图所示：
1.5移位运算(了解)
移位运算符有三个:
<< >> >>>
都是按照二进制位来运算。
左移 <<：
最左侧位不要了，最右侧补0。
int a = 10;
System.out.println(a<<1); //左移一位
如图所示：
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 = 10;
System.out.println(a >> 1); //右移一位
//运行结果 5
int a = -1;
System.out.println(a >> 1);
//运行结果 -1
如图所示:
无符号右移 >>>:(特别)
最右侧位不要了, 最左侧补 0(不管符号位)
int a = -1;
System.out.println(a >>> 1);
//运行结果 2147483645
如图所示：
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。
1.6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;
//运行结果：
20
1.7运算符的优先级
先看一段代码：
System.out.println(1 + 2 * 3);
结果为 7, 说明先计算了 2*3 , 再计算 1+。
另外一个例子：
System.out.println(10 < 20 && 20 < 30);
此时明显是先计算的 10 < 20 和 20 < 30, 再计算 &&. 否则 20 && 20 这样的操作是语法上有误的(&& 的操作数只能是boolean)。
结论：
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上加上括号即可。
1.8小结
- % 操作再 Java 中也能针对 double 来计算。
- 需要区分清楚 前置自增 和 后置自增之间的区别。
- 由于 Java 是强类型语言, 因此对于类型检查较严格, 因此像 && 之类的运算操作数必须是 boolean。
- 要区分清楚 & 和 | 什么时候是表示按位运算, 什么时候表示逻辑运算。
整体来看, Java 的运算符的基本规则和C/C++语言基本一致。