【JavaSE】JavaSE之运算符详解

JavaSE运算符详解

  • 一.什么是运算符
  • 二.算术运算符
  • 三.关系运算符
  • 四.逻辑运算符(重点)
  • 五.位运算符
  • 六.移位运算(了解)
  • 七.条件运算符
  • 八.运算符的优先级

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,和数学一样,比如+ 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。

二.算术运算符

  1. 基本四则运算符:加减乘除模(+ - * / %)
    【JavaSE】JavaSE之运算符详解_第1张图片
    在Java中,被除数不能为0。Java里面 把程序在运行(编译)的过程当中,产生的不正常的行为,叫做异常!!!(有很多种异常)
    例如下面:
    【JavaSE】JavaSE之运算符详解_第2张图片
    在这里插入图片描述
    此处展示了算术异常,被除数不能为0
    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.int / int 结果还是int类型,而且会向下取整(如若得数是小数,想接收它,那么可以创建一个double类型的变量来接收它)
    3.做除法和取模时,右操作数不能为0(也就是被除数不能为0)
    4.% 不仅可以对整形取模,也可以对double类型取模,但是没有意义,一般都是对整形取模的
    5.两侧操作数类型不一致时,向类型大的提升
  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。
    【JavaSE】JavaSE之运算符详解_第3张图片
    注意:
    1.只有变量才能使用该运算符,常量不能使用。
    2.此操作符还有一重要特点,就是在计算的过程中自动进行强制类型转换了,在进行不同类型之间的计算时,可以不需要我们转换,但是换成一般的计算式就需要强制类型转换。
    3.自增/自减运算符 ++ –
    ++是给变量的值+1,–是给变量的值-1。
    【JavaSE】JavaSE之运算符详解_第4张图片
    此处代码展示了后置++和前置++的区别,后置–和前置–也是一样,所以就不用列举那么多代码。
    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

三.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 。
【JavaSE】JavaSE之运算符详解_第5张图片
此处判断符号和数学没什么差别,判断结果只有两种( true 或者 false )
注意:
1.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

四.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。

  1. 逻辑与 :&&(短路与)
    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。
    【JavaSE】JavaSE之运算符详解_第6张图片
    值得注意的是两边都得是布尔表达式!!!当第一个布尔表达式是假的时候,后面的布尔表达式就不会执行了。且两个表达式都为真,结果才是真,只要有一个是假,结果就是假
    代码演示:
    【JavaSE】JavaSE之运算符详解_第7张图片
  2. 逻辑或: ||(短路或)
    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。
    只要布尔表达式有一个为真,那整个表达式就为真。布尔表达式1为真则不执行布尔表达式2,布尔表达式1为假则会继续执行布尔表达式2。
    代码演示:
    【JavaSE】JavaSE之运算符详解_第8张图片
  3. 逻辑非 !
    语法规则:! 布尔表达式(一定是布尔表达式
    真变假,假变真
    【JavaSE】JavaSE之运算符详解_第9张图片
    代码演示:
    【JavaSE】JavaSE之运算符详解_第10张图片
  4. 短路求值
    && 和 || 遵守短路求值的规则.
    【JavaSE】JavaSE之运算符详解_第11张图片
    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.(此处展示了他们俩的短路求值规则)
    注意:
    1.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.
    2.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.
    3.& 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(这两个表达式不是布尔表达式,那么他们代表的就是位运算)

五.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。
此处介绍一下储存单位大小:
bit byte kb mb gb tb pb
在这些单位里面,只有比特位(bit)和字节(byte)之间的进制是8,其余俩俩之间进制都是1024,按照我给的排名储存单位从小到大。
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 &: 如果两个二进制位都是 1, 则结果为 1, 否则结果为 0.
    展示例子:
    【JavaSE】JavaSE之运算符详解_第12张图片
    进行按位运算, 需要先把 10 和 20 转成二进制, 分别为 1010 和 10100。计算过程如下:
    【JavaSE】JavaSE之运算符详解_第13张图片

  2. 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.
    展示例子:
    【JavaSE】JavaSE之运算符详解_第14张图片
    进行按位运算, 需要先把 10 和 20 转成二进制, 分别为 1010 和 10100。计算过程如下:
    【JavaSE】JavaSE之运算符详解_第15张图片
    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.
    展示例子:
    【JavaSE】JavaSE之运算符详解_第16张图片
    0x1是十六进制表示116^0 = 1,0x2是十六进制表示216^0 = 2。所以根据按位异或的结果,相同为0,相异为1,算出来二进制最后两位都为一,所以等于三。

  4. 按位取反 ~: 如果该位为 0 则转为 1, 如果该位为 1 则转为 0.
    展示例子:
    【JavaSE】JavaSE之运算符详解_第17张图片
    输出结果:
    【JavaSE】JavaSE之运算符详解_第18张图片
    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

六.移位运算(了解)

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.
    展示例子:
    在这里插入图片描述
    可以看出来左移相当于乘法
    注意:向左移位时,丢弃的是符号位,因此正数左移可能会变成负数
  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)
    展示例子:
    在这里插入图片描述
    可以看出来右移相当于除法 右移补的是符号位
    注意:负数右移的话,结果是偏向小的整数结果,和除法此处有点略微不同。
  3. 无符号右移 >>>: 最右侧位不要了, 最左侧补 0.
    展示例子:
    在这里插入图片描述
    可以看出来不管你是正数还是负数 统统补0
    注意:没有无符号左移,最右边没有符号位,所以此处注意!!
    总结:
    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.

七.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
如果表达式1为真,那么执行表达式2,否则执行表达式3。
执行结果: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。要么返回表达式2的结果,要么返回表达式3的结果,所以此处必须定义一个变量来接收它。
这是 Java 中唯一的一个 三目运算符, 是条件判断语句的简化写法
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
  2. 表达式不能单独存在,其产生的结果必须要被使用。(相当于定义一个变量去接收它)

八.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
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
此处优先级我们不做多的了解,和一般数学计算差不多,能了解即可。

JavaSE的运算符就到此为止了,有没有觉得很简单呢,期望大家能和我一起进步,打牢基础知识,向更高的山峰攀登吧!!!

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