Java 之路 (三) -- 操作符

发个牢骚，最近看 《Thinking in Java》，不知道是不是我的错觉，总觉得里面写的知识虽然很循序渐进，但是总是很散乱，对每个知识点没有总结性质的叙述。大概这就是我太菜了吧。

另外，我总是在途中下意识以为，我写这篇文章是给彻头彻尾的小白看的。但是其实不是，我只是记录书中的知识点，学习之余复习罢了。

告诫自己，我的初衷是什么。

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学习内容：

操作符的使用 及一些 易错点 （这里的 操作符等同于运算符）

• 算数操作符
• 赋值操作符
• 关系操作符
• 逻辑操作符
• 按位操作符
• 移位操作符
• 三元操作符
• 字符串操作符
• 类型转换操作符。

由于操作符在各个语言里都存在，而 Java 和 C/C++ 里的操作符相差不大，所以基础一带而过，易错点重点强调，

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1. 使用 Java 操作符

(1) 操作对象：

• “=”、“==”、“!=” 这三个操作符可以操作所有对象
• “+”、“+=” 支持操作基本数据类型 + String 类型
• 其余操作符只能操作 基本数据类型

(2) String 配合 “+” 时会发生类型转换，比如 String a = "a"+12;，会把 int 型的 12 （任何非 String 类型的数据）转换成 String 类型然后接在 “a” 后面。

(3) 运算符的优先级

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(4) 直接常量：

• 简单来说就是在 常量前/后面加上特定的字符 以准确的告知编译器生成什么样的类型。

• 对应关系：

  • long -> 后缀 L/l
  • float -> 后缀 F/f
  • double -> 后缀 D/d
  • 十六进制 -> 前缀 0X/0x
  • 八进制 -> 前缀 0

• 举例：

  long a = 10L;
  float b = 10f; 
  int i1 =0x2f;
  int i2 = 027;
  double c = 10d;
  

(5) 指数计数法

• 用字符 e 表示对数中的 e
• 举例
  float x = 1.39e43f，表示1.39e^43

(6) Java 中没有 sizeOf

• 原因是对于 Java 而言，所有数据类型在所有机器中的大小是相同的。

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2. 算术操作符

(1) 涉及的具体操作符：

• +、-、*、/、%

(2)注意问题

• 计算过程中，可能会出现精度的转换（精度为表达式中最高的精度）

  int a = 1234;
  a = a / 100 * 100;
  
  //结果为 a = 1200
  //原因是 1234 / 100 = 12.34，但是它会自动转换成 int 类型，
  //小数点舍弃就成了 12，12 * 100 = 120
  //所以最后结果为 1200
  

• 一元加(+)、一元减(-)

  • 一元减表示 负数
  • 一元加没什么实际意义，唯一的作用是将较小类型的操作数的精度提升至 int 型。

• 取模运算 %

  • 适用于除布尔类型以外的所有基本数据类型

• 运算与赋值结合

  • 涉及符号：+=、-=、*=、/=、%=
  • 意义：以 += 为例，a+=b 表示 a = a + b，即 计算 a + b 的值，然后把这个值赋值给 a。

• 在计算的时候， “+” ，“+=”是运算符，在字符串中“+”，“+=”是连接符。

(3) 自增（++）和自减（--）

这是很容易疑惑的点，这里特意拿出来强调。

• 首先是二者的意义：++ 表示增加 1 ，-- 表示减少 1。

• 其次是使用方式：前缀式（形如 ++a）和 后缀式（形如 a++）

  • 前缀式意味着 先生成值，后执行运算

  • 后缀式意味着 先执行运算，后生成值

    简单来说就是，把这个变量用作他处 和 改变变量本身值 的前后顺序，举个栗子：

  int i = 1;
  System.out.println("i:" + i);
  System.out.println("++i:" + ++i);//先生成值(i=2)，后执行运算(输出2)
  System.out.println("i++:" + i++);//先执行运算(输出2)，后生成值(此时i=2+1=3)
  System.out.println("i:" + i);//输出3
  System.out.println("--i:" + --i);//先生成值(i=2)，后执行运算(输出2)
  System.out.println("i--:" + i--);//先执行运算(输出2)，后生成值(此时i=2-1=1)
  System.out.println("i:" + i);//输出 1
  
  /*输出为：
  i: 1
  ++i: 2
  i++: 2
  i: 3
  --i: 2
  i--: 2
  i: 1
  */
  

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3. 赋值运算

(1) 涉及的操作符为：“=”

(2) 注意问题：

• 常数不能作为左值
• 对基本类型赋值：a=b，此时是将 b 的内容复制给 a，接着改变 a，b 不会受到影响
• 对对象赋值：a=b，实际上是将 b 这个"引用"复制给了 a，即此时 a、b 两个引用指向同一个对象。同时 a 原本指向的对象会丢失。
• 在条件判断时，如果写成 while(a=b) 会报错，Java 中 a=b 的结果并非布尔值，而只有布尔值能作为条件判断的表达式。相反在 C/C++ 中，a=b 相当于 一个非 0 的值，而任何非0的值逻辑上都等价于 true，所以在 C/C++中，这样写会死循环。

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4. 关系操作符

(1) 也可以称作 比较 操作符/运算符，涉及的操作符为：

• ==、>=、>、<、<=、!=

(2) 关系操作符生成的是一个 boolean 结果

(3) 特殊问题（== 和 !=）：

• 对于基本数据类型：== 和 != 比较的是值本身。

• 对于非基本数据类型：== 和 != 比较的是对象的引用

  如果需要比较对象的内容是否相等，则需要通过 equals() 方法，某些情况下需要我们覆盖该方法，以实现比较内容。

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5. 逻辑操作符

(1) 涉及的操作符为

• &&(与)、||(或)、!(非)

(2) 生成的是一个 boolean 结果

(3) 特殊问题：

• Java 中只能将逻辑操作符用于 boolean 类型的数据上，同时不能将非 boolean 值用在逻辑表达式中，这有别于 C/C++（C 中任何非 0 的数字都可以表示 逻辑 true）
• Java 中存在短路现象：即 一个逻辑表达式前半段已经得出结果时，后半段不会被执行，比如 (true || 1 == 2)，由于 true 已经保证这个表达式的最终结果是 true，所以后面的 1==2 不会被执行。

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6. 按位操作符

(1) 涉及的操作符为：

• &(按位与)、|(按位或)、^(按位异或)、~(按位非)

(2) 操作对象：二进制的"位"

(3) 操作的结果是 boolean 值

(4) 按位操作符可以与 "=" 连用，也表示先运算再赋值

(5) 运算规则

操作符	运算	规则	示例	结果
&（二元）	AND（与）	同时为1，结果才为1	1 & 1 1 & 0	1 ０
|（二元）	OR（或）	有一个为1，结果即为1	0 | 1 0 | 0	1 0
^（二元）	XOR（异或）	二者不同，结果为1	1 ^ 1 1 ^ 0	0 1
~（一元）	NOT（非）	按位取反	1 0	0 1

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7. 移位操作符

(1) 涉及的操作符：

• <<(左移位)、>>(有符号右移位)、>>>(无符号右移位)

(2) 操作对象：二进制的"位"，只能处理整数类型（基本类型）

(3) 移位规则

• <<：将 左侧的操作数向左移动，移动的位数为右侧操作数的值（低位补0）
• >>：将 左侧的操作数向右移动，移动的位数为右侧操作数的值（若符号为正，则高位补0；若符号为负，高位补1）
• >>>：>>的基础上，无论正负，都在高位补 0

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8. 三元操作符 if-else

(1) 也成为条件操作符，这不同于下一章提到的控制执行流程的 if-elseif-else

(2) 形式为：

• boolean-exp ? value0 : value1;
• 判断 boolean-exp 的结果，如果是 true，执行 value0；如果是 false，执行 value1；

(3) 三元操作符会产生一个值，value0 或 value1；而普通的 if-else 控制结构是不会产生值的。

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9. 字符串操作符

(1) 涉及的操作符

• + 和 +=
• 表示字符串的连接

(2)注意问题：

• 一个表达式以字符串起头的话，那么后续所有操作数都必须是字符串型（也就是说会强转为字符串类型）

  String s = "a + b + c ";
  int a=1,b=2,c=3;
  System.out.println(s + a + b + c);
  //输出结果为：a+b+c 123
  //因为会先将 a，b，c分别转换为字符串类型，然后再拼接在一起
  
  System.out.println(s + (a + b + c));
  //此时输出结果为 a+b+c 6
  

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10. 类型转换操作符

(1) 形式："(" + "目标类型" + )"，比如：

int i = 100;
long i1 = (long)i;

(2) 截尾和舍入

• flaot 和 double 转型为整型值时，会对该数字进行截尾（即舍弃小数点部分，只保留整数部分）
• 如果需要舍入的结果：使用 java.lang.Math 中的 round() 方法

(3) 提升

• 表达式中出现的最大的数据类型决定了表达式最终结果的数据类型。
• 比如：flaot 值 和 doule 值相乘，结果就是 double

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总结

本章介绍的就是些基本的操作符，或者说运算符，倒是没什么难点，不过还是有一些点需要注意，在文中我也特意指出来了。

这里我还是忍不住吐槽一句，《Thinking in Java》对操作符的分类有点迷，且不论操作符和运算符二者的叫法问题，比如 移位和按位操作符通常都归入位运算符这，而本书中却强行分开，总感觉分类有些过细了，当然这只是我个人看法而已。

本以为这一章会特别的枯燥，事实也的确如此，实际上还是发现了一些原本忽视的点，比如针对 a=b 是否能用于条件判断这一点，一直深受 C 的影响，只不过由于良好的编程习惯才没有犯错（笑），不过现在也算是排除了这一点错误，也是有所收获。

最后，希望本文对大家也有所帮助，共勉。