Javase | 运算符
目录:
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- 1.算术运算符
- 2.关系运算符
- 3.赋值运算符
- 4.逻辑运算符
- 5.字符串连接运算符
- 6.三元运算符
- 7.位运算符
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- 7.1 原码
- 7.2 反码
- 7.3 补码
- 7.4 原码、反码、补码的快速转化
- 7.5 位运算符：(位运算符操作的是补码)
- 7.6 按位取反 和 反码的区别
- 8.instanceof运算符
- 9.运算符的优先级
1.算术运算符
在Java中，算术运算符用于执行各种数学运算，包括 加法 、减法、乘法、除法、 取模/取余 等。
运算符 含义 举例 结果 + 加法运算符 a+b a和b的和 - 减法运算符 a-b a和b的差 * 乘法运算符 a*b a和b的乘积 / 除法运算符 a/b a除以b的商 % 求余运算符 a%b a除以b的余数 ++ 自增运算符（本身值+1） ++a 先 ++，再操作 ++ 自增运算符（本身值+1） a++ 先操作，再 ++ - - 自减运算符（本身值-1） - -a 先 --，再操作 - - 自减运算符（本身值-1） a- - 先操作，再 - - 以下是在Java中使用算术运算符的示例：
public class ArithmeticOperator { //算术运算符 public static void main(String[] args) { int a = 10; int b = 3; double c = 10.0; double d = 3.0; // 加法 int sum = a+b; System.out.println("Sum: "+sum); // 减法 int subtract = a-b; System.out.println("subtract: "+subtract); // 乘法 int mul = a*b; System.out.println("mul: "+mul); //输出30 double mul2 = c*d; System.out.println("mul2: "+mul2); //输出30.0 // 除法 int divi = a/b; //两数相除，得其商。此时 10/3=3....1 ，商为3 System.out.println("divi: "+divi); //输出3 double divi2 = c/d; //两数相除，得其商。此时 10/3=3....1 ，商为3 System.out.println("divi2: "+divi2); //此处输出3.3333333333333335 // 取模（取余） int remainder = a % b; // 两数相除，得其数。此时 10/3=3....1 ，余数为1 System.out.println("Remainder: "+remainder); //此处输出1 a = 10; // a++ 先操作，再++，先执行输出语句，再自增。 System.out.println(a++); //输出10 a = 10; // ++a 先++作，再操作，先自增，再执行输出语句。 System.out.println(++a); //输出11 a = 10; // a-- 先操作，再--，先执行输出语句，再自减。 System.out.println(a--); //输出10。 a = 10; // --a 先--，再操作，先自减，再执行输出语句。 System.out.println(--a); //输出9 } }
2.关系运算符
关系运算符的结果值皆为布尔值。
运算符 含义 优先级 举例 结果 < 小于 优先级相同（高） 5<10 true <= 小于等于 优先级相同（高） 5<=10 true > 大于 优先级相同（高） 5>10 false >= 大于等于 优先级相同（高） 5>=10 false == 等于 优先级相同（低） 5==10 false != 不等于 优先级相同（低） 5!=10 true < 、<=、>、>=四个优先级是同一级别( 高 )，==、!= 优先级是同一级别( 低 )
以下是在Java中使用关系运算符的示例：
int a = 5; int b = 10; boolean result; //小于 result = (a<b); System.out.println(result); // 输出 true //小于等于 result = (a<=b); System.out.println(result); // 输出 true //大于 result1 = (a>b); System.out.println(result1); // 输出 false //大于等于 result = (a>=b); System.out.println(result); // 输出 false //等于 result = (a==b); System.out.println(result); // 输出 false //不等于 result = (a!=b); System.out.println(result); // 输出 true以上例子中，关系运算符返回的结果为布尔值，即 true 或 false。根据结果的不同，程序可以做出不同的逻辑判断或执行不同的操作。
3.赋值运算符
Java中的赋值运算符用于给变量或常量赋值。
运算符 含义 举例 结果 = 等于 int a = b a=b,赋值 += 加等于 a +=b a = a+b -= 减等于 a -= b a=a-b *= 乘等于 a *= b a=a*b /= 除等于 a /= b a=a/b %= 取余等于 a %= b a=a%b 以下是在Java中使用赋值运算符的示例：
//等于 int a = 10; System.out.println(a); //10 //加等于 a = 10; System.out.println(a += 5); //15 //减等于 a = 10; System.out.println(a -= 5); //5 //乘等于 a = 10; System.out.println(a *= 5); //50 //除等于 a = 10; System.out.println(a /= 5); //2 //取余等于 a = 10; System.out.println(a %= 5); //0这些赋值运算符可以用于基本数据类型（如整数、浮点数、字符等）和引用类型（如对象、数组等）
4.逻辑运算符
- Java中的逻辑运算符用于对布尔表达式进行逻辑操作，它们可以用于判断表达式的真伪，从而决定程序的下一步的执行。
运算符 含义 举例 说明 tips && 逻辑与（and） a&&b 如果a和b都为真，则结果真，否则为假 两真才真，有假则假 || 逻辑或（or） a||b 只要a和b有一个是真，则结果为真，二者为假时，结果才为假 有真则真，两假才假 ! 逻辑非（not） !a 如果a为假，则 !a为真；如果a为真，则 !a为假
- &&和||是双目 (元)运算符，它要求有两个运算对象（操作数）
- ! 是单目运算符，只要求有一个运算对象（操作数）
- 以下是在Java中使用逻辑运算符的示例：
boolean a = true; boolean b = false; //逻辑与 System.out.println(a&&b); //false //逻辑或 System.out.println(a||b); //true //逻辑非 System.out.println(!a); //false
在这些例子中，我们使用了逻辑运算符来对布尔值进行操作，从而得到新的布尔结果。与运算符（&&）在两个表达式都为真时返回真，或运算符（||）在两个表达式中只要有一个为真时返回真，非运算符（！）将一个表达式的值取反。
5.字符串连接运算符
在Java中，字符串连接运算符是 “+”，它可以用于将两个字符串连接起来。例如：
String str1 = "Hello"; String str2 = "world"; //用字符串连接符连接字符串 String str3 = str1 + " " + str2; // str3为"Hello world"在上面的例子中，"+"运算符将三个字符串连接起来，中间用空格分隔。
注意，在Java中，使用"+"运算符连接字符串时，如果其中有一个操作数是字符串，那么其他操作数也会自动转换为字符串类型。
6.三元运算符
Java中的三元运算符（也称为条件运算符）具有以下形式：
条件表达式?表达式1:表达式2其中，如果条件表达式为真 (true)，则执行表达式1，否则执行表达式2。
三元运算符的优先级较低，低于其他大多数运算符。
以下是使用三元运算符的示例：
int a = 80; int b = 100; int max = (a>b)?a:b; // a>b为false，所以执行表达式2，有max=100
7.位运算符
7.1 原码
- 原码是最直观的表示方式，即将一个整数的绝对值转换成二进制，并在最高位加上符号位（0代表正数，1代表负数）。
- 例如，十进制数
- +5的原码表示为 00000000 00000000 00000000 00000101 (最高位为符号位)
- -5的原码表示为 10000000 00000000 00000000 00000101
- 正数的原码、补码、反码相同。
7.2 反码
- 正数的原码 = 反码。
- 负数的反码是将其原码除符号位外的各个位取反。（除了符号位，其他各位都取反）。
- 例如，十进制数
- +5的反码为 00000000 00000000 00000000 00000101 (最高位为符号位)
- -5的反码为 11111111 11111111 11111111 11111010
- 注意点：
- 按位取反( ~ )是对所有位都进行取反，这与负数的反码的除符号位外的各个位取反不同。
7.3 补码
- 正数的原码 = 补码。
- 负数的**补码 **= 反码末位+1 ( 最低位+1，不操作符号位的，只对末尾+1)
- 例如，十进制数
- +5的补码为 00000000 00000000 00000000 00000101 (最高位为符号位)
- -5的补码为 11111111 11111111 11111111 11111011
- Java中位运算符是对补码进行操作的。
7.4 原码、反码、补码的快速转化
- 正数原码 = 反码 = 补码 / 正数补码 = 反码 = 原码
- 负数原码转化为补码：符号位不变，数值位按位取反，末尾加1。
- 负数补码转化为原码：符号位不变，数值位按位取反，末尾加1。
- 负数反码转化为补码：末尾加1。
7.5 位运算符：(位运算符操作的是补码)
- Java中的位运算符用于 处理二进制数。
- Java中 位运算符操作的是补码。
- Java中 二进制的符号位 (放在最高位) 是使用0表示正数，使用1表示负数。
- 易错点：
对补码进行按位取反后，要先转化为原码，再转化为十进制数。下面举例中 ：（最高位为符号位：0）
int a= 3，二进制原码/反码/补码为：00000000 00000000 00000000 00000011 （最高位为符号位：0）int b = 6，二进制原码/反码/补码为：00000000 00000000 00000000 00000110 （最高位为符号位：0）
| 运算符 | 含义 | 说明 (操作的都是 补码) | 举例 | 结果 |
|---|---|---|---|---|
| & | 按位与 | 两个位都为1时，结果为1，否则为0 (两1才1，否则为0) | a & b | 2 |
| | | 按位或 | 两个位都为0时，结果为0，否则为1 (有1则1，两0才0) | a | b | 7 |
| ^ | 按位异或 | 两个位相同时，结果为0，否则为1 （相同为0，否则为1） | a ^ b | 5 |
| ~ | 按位取反 | 对二进制数的==每个位 (包括符号位) 取反，即0变为1，1变为0 （每个位取反，0变1,1变0）== 对补码进行按位取反后，要先转化为原码，再转化为十进制数 |
~a | -4 |
| << | 左移位 (算术左移) |
将一个数的二进制补码向左移动指定位数，右空位/低位补固定0 / 高位移除n个数，低位空位补0 / （左移指定位数，低位空位补0） |
a << 2 | 12 |
| >> | 右移位 (算术右移) |
将一个数的二进制补码向右移动指定位数，用符号位代表的0或1补空出的高位 / 低位移除n个数，高位空位补0或1 / （右移指定位数，高位空位补0或1） |
a >> 2 | 0 |
| >>> | 无符号右移位（逻辑右移） | 将一个数的二进制补码向右移动指定位数，左空位/高位补固定0 / 高位移除n个数，低位空位补0 |
a >>> 2 | 0 |
7.6 按位取反 和 反码的区别
| 运算符 | 含义 | 说明 | 区别 |
|---|---|---|---|
| ~ | 按位取反 | 对二进制数的 每个位 (包括符号位) 取反，即0变为1，1变为0 （取反，0变1,1变0） 对补码进行按位取反后，要先转化为原码，再转化为十进制数 |
对所有位取反 |
| 反码 | 反码 | 负数的反码是将其原码除符号位外的各个位取反。（除了符号位，其他各位都取反） | 除了符号位不取反，其他个位 都取反 |
以下是在Java中使用位运算符的例子：
// 原、反、补码: 00000000 00000000 00000000 00000011
int a = 3;
// 原、反、补码: 00000000 00000000 00000000 00000110
int b = 6;
//ps: 输出语句后的二进制皆为原码
//按位与 运算符 (两1才1，有0则0)
System.out.println(a&b); //0000 0010 : 2
//按位或 运算符 (有1则1，两0才0)
System.out.println(a|b); //0000 0111 : 7
//按位异或 运算符 (相同为0，否则为1)
System.out.println(a^b); //0000 0101 : 5
按位取反 运算符 :
a = 3 原/反/补码: 00000000 00000000 00000000 00000011
~a : 补码: 11111111 11111111 11111111 11111100
原码: 10000000 00000000 00000000 00000100 : -4
System.out.println(~a); //10000000 00000000 00000000 00000100 : -4
左移位 运算符 :
原、反、补码: 00000000 00000000 00000000 00000011
a<<2: 左移位运算: (高位移除2个数字，低位空位补0) : ---左移位运算 空位固定补0
00 ---高位移除 (2个数)
000000 00000000 00000000 00000011
00 ---低位空位补0
00000000 00000000 00000000 00001100 ---值为: 12 (正数原反补码相等)
System.out.println(a<<2); // 00000000 00000000 00000000 00001100 : 12
右移位 运算符 :
原、反、补码: 00000000 00000000 00000000 00000011
a>>2: 右移位运算: (低位移除2个数字，高位空位补0) : 此处为正数符号位为0，所以补0；负数则补1。
11 ---低位移除
00000000 00000000 00000000 00000011
00 ---高位空位补0
00000000 00000000 00000000 00000000 ---值为: 0
System.out.println(a>>2); // 00000000 00000000 00000000 00000000 : 0
无符号右移位 运算符 :
原、反、补码: 00000000 00000000 00000000 00000011
a>>>2: 无符号右移位运算: (低位移除2个数字，高位空位补0) : ---无符号右移位 空位固定补0
11 ---低位移除
00000000 00000000 00000000 00000011
00 ---高位空位补0
00000000 00000000 00000000 00000000 ---值为: 0
System.out.println(a>>>2); // 00000000 00000000 00000000 00000000 : 0
以下是在Java中使用位运算符的例子2：
左移位 运算符 :
原、反、补码: 00000000 00000000 00000000 00001111 ---: 15
15<<3: 左移位运算: (高位移除3个数字，低位空位补0) : ---左移位运算 空位固定补0
000 ---高位移除 (3个数)
00000 00000000 00000000 00001111
000 ---低位空位补0
00000000 00000000 00000000 01111000 ---值为: 120 (正数原反补码相等)
System.out.println(15<<3); // 00000000 00000000 00000000 01111000 : 120
左移位 运算符 :
原码: 10000000 00000000 00000000 01111 ---: -15
反码: 11111111 11111111 11111111 10000
补码: 11111111 11111111 11111111 10001
-15<<3: 左移位运算: (高位移除3个数字，低位空位补0) : ---左移位运算 空位固定补0
111 ---高位移除 (3个数)
11111 11111111 11111111 10001
000 ---低位空位补0
补码: 11111 11111111 11111111 10001000
原码: 10000 00000000 00000000 01111000 ---值为: -120
System.out.println(-15<<3); // 10000 00000000 00000000 01111000 : -120
------------------------------------------------------------------------
右移位 运算符 :
原、反、补码: 00000000 00000000 00000000 00001111
15>>3: 右移位运算: (低位移除3个数字，高位空位补0) : ---右移位运算，为正数且符号为0.所以补0
111 ---低位移除 (3个数)
00000000 00000000 00000000 00001
000 ---高位空位补0
00000000 00000000 00000000 00000001 ---值为: 1
System.out.println(15>>3); // 00000000 00000000 00000000 00000001 : 1
右移位 运算符 :
原码: 10000000 00000000 00000000 00001111
反码: 11111111 11111111 11111111 11110000
补码: 11111111 11111111 11111111 11110001
-15>>3: 右移位运算: (低位移除3个数字，高位空位补0) : ---右移位运算，为负数且符号为1.所以补1
001 ---低位移除 (3个数)
11111111 11111111 11111111 11110
111 ---高位空位补1
补码:11111111 11111111 11111111 11111110
原码:10000000 00000000 00000000 00000010 ---值为: -2
System.out.println(-15>>3);
----------------------------------------------------------------------------
无符号右移位 运算符 :
原、反、补码: 00000000 00000000 00000000 00001111
15>>3: 无符号右移位运算: (低位移除3个数字，高位空位补0) : ---无符号右移位运算，空位固定补0
111 ---低位移除 (3个数)
00000000 00000000 00000000 00001
000 ---高位空位补0
00000000 00000000 00000000 00000001 ---值为: 1
System.out.println(15>>>3);
原码: 10000000 00000000 00000000 00001111
反码: 11111111 11111111 11111111 11110000
补码: 11111111 11111111 11111111 11110001
-15>>>3: 五符号右移位运算: (低位移除3个数字，高位空位补0) : 右移位运算，为正数且符号为0.所以补0
001 --- 低位移除 (3个数)
11111111 11111111 11111111 11110
000 ---高位空位补0
补码:00011111 11111111 11111111 11111110 ---这是个正数
原码:00011111 11111111 11111111 11111110 ---值为: 536870910
System.out.println(-15>>>3); // 00011111 11111111 11111111 11111110 :536870910
8.instanceof运算符
instanceof运算符的语法形式：
对象 instanceof 类名instanceof运算符 用于检查一个对象是否属于某个类或 或 是否属于这个类的子类。
instanceof运算符 还能用于检查一个对象是否实现了某个特定的接口。
例如：( 检查类的例子)
public class Example { // instanceof运算符 用于检查一个对象是否属于某个类或 或 是否属于这个类的子类。 public static void main(String[] args) { Animal animal = new Dog(); //判断animal对象是否属于Dog类 或 是否属于Dog类的子类 if(animal instanceof Dog) { //true System.out.println("验证了animal对象属于Dog"); } //判断animal对象是否属于Animal类 或 是否属于Animal类的子类 if(animal instanceof Animal) { //true System.out.println("验证了animal对象属于Animal类的子类"); } } } class Animal { //父类 } class Dog extends Animal { //子类继承了父类 } ```
9.运算符的优先级
在Java中，=运算符的优先级决定了表达式中执行的顺序。
Java中的运算符按照优先级从高到低依次如下：
圆括号 () → 一元运算符 → 算术运算符 → 移位运算符 → 关系运算符 → 逻辑与、逻辑或运算符→ 三目运算符 → 赋值运算符
- 圆括号 ()，用于强制改变优先级。
- 一元运算符： 包括递增（++）和递减（–）运算符，正负号运算符（+，-），逻辑非（!）和类型转换运算符（
(type)）。- 算术运算符 ： 包括乘法（*），除法（/），和取模（%），（+）和减法（-）。
- 移位运算符 ： 包括左移（<<），右移（>>）和无符号右移（>>>）。
- 关系运算符 ： 包括小于（<），大于（>），小于等于（<=），大于等于（>=），instanceof（用于判断一个对象是否是某个类的实例），以及等于（==）和不等于（!=）。
- 逻辑与、逻辑或 运算符（&&）和逻辑或运算符（||）。
- 三目运算符（? :）。
- 赋值运算符 ： 包括简单赋值（=），加等（+=），减等（-=），乘等（*=），除等（/=），取模等（%=），左移等（<<=），右移等（>>=），无符号右移等（>>>=）以及按位与等（&=），按位或等（|=），按位异或等（^=），按位取反（~）和逻辑与等（&&=）和逻辑或等（||=）。
- 在表达式中，如果出现了多个运算符，那么根据运算符的优先级，来决定执行的顺序。