第四章、运算符

        运算符指明对操作数的运算方式。组成表达式的Java操作符有很多种。它是一种特殊的符号，用以表示数据的运算、赋值和比较等，在Java中的数据都是通过运算符来操作的

运算符按照功能分为：算术运算符、赋值运算符、比较(或关系)运算符、逻辑运算符，位运算符、条件运算符

按照操作数个数分为：

• 一元运算符(单目运算符)：包括 正号(+) 、 负号( -) 、自增(++) 、自减(--)、 非(!) 、 取反(~)
• 二元运算符(双目运算符)： 除了一元和三元运算符剩下的都是二元运算符
• 三元运算符(三目运算符)：条件表达式?结果A:结果B

本章将对java各类型的运算符进行分类阐述

一、算术运算符

Java基本算术运算符包括7个，它与其他大多数程序设计语言相同，包括加(+)、减(-)、乘(*)、除(/)、取余(%)、正号(+)、负号(-)、自增(++)、(自减)--

1、常规应用

        加、减、乘、除、取余、正号、负号

public class ArithmeticTest0 {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 15;
        int b = 10;
        System.out.println("两数相加："+ (a+b));
        System.out.println("两数相减："+ (a-b));
        System.out.println("两数相乘："+ (a*b));
        System.out.println("两数相除："+a/b);
        System.out.println("两数取余："+a%b);
        System.out.println("正号："+(+a));
        System.out.println("负号："+(-b));
    }
}

  运行结果：

两数相加：25
两数相减：5
两数相乘：150
两数相除：1
两数取余：5
正号：15
负号：-10

 2、针对加号的两种用法

• 对于+两边都是数值的话，+就是加法的意思
• 对于+两边至少有一边是字符串的话，+就是拼接的意

public class ArithmeticTest {
    public static void main(String[] args) {
        String  str = "Hello";
        System.out.println(str+ "World");//表示将两个字符串进行拼接
        System.out.println(str+ 5 + 20); // Java520
    }
}

运行结果

HelloWorld
Hello520

3、自增、自减

      ++运算，表示自增1。同理，-- 运算，表示自减1

• 单独使用 ：变量在单独运算的时候，变量前++和变量后++，所得结果没有区别

public class ArithmeticTest {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 3;
        System.out.println("变量前++："+(++a));
        System.out.println("变量后++："+(a++));//a++不会自增，直接输出++a后的值
    }
}

运行结果

a变量前++：4
a变量后++：4

• 复合使用 ： 和其他变量放在一起使用或者和输出语句放在一起使用，前++和后++将会不同。

        变量前++ ：变量先自增 1，然后再运算

        变量后++ ：变量先运算，然后再自增 1

public class ArithmeticTest{
    public static void main(String[] args) {
        int x = 3;
        int y = 4;
        //++x后x的的值变为 4 ，再加y的值，所以最终相加的结果位：8
        System.out.println("变量前++："+(++x + y));
        x = 3;
        //x的值为3，再加y的值为4，所以最终相加的结果位：7 y++不会自增1
        System.out.println("变量后++："+ (x + y++));
        //由于在(x+y++) y运算后自增了1，所以此时y的值变为：5
        System.out.println("运算后y的值："+ y);
    }
}

运行结果：

变量前++：8
变量后++：7
运算后y的值：5

二、赋值运算符

 1、符号：=

• 当“=”两侧数据类型不一致时，可以使用自动类型转换或使用强制类型转换原则进行处理
• 支持连续赋值

public class SetValueTest {
    public static void main(String[] args) {
        int i = 10;
        long k = i; //将i=10赋值给变量k,自动类型转换(变量k的数据类型取值范围比int大)
        byte h = (byte)i;//将i赋值给h强制类型转换 (变量h的数据类型取值范围比int小大)

        int j , q;
        j = q = 20; //连续赋值语法
    }
}

• 赋值运算符的几种扩展用法 ： +=、 -=、*=、 /=、%=

运算符	说明
+=	将符号左边的值和右边的值进行相加操作，最后将结果赋值给左边的变量
-=	将符号左边的值和右边的值进行相减操作，最后将结果赋值给左边的变量
*=	将符号左边的值和右边的值进行相乘操作，最后将结果赋值给左边的变量
/=	将符号左边的值和右边的值进行相除操作，最后将结果赋值给左边的变量
%=	将符号左边的值和右边的值进行取余操作，最后将结果赋值给左边的变量

示例如下：

public class SetValueTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        //举例说明+= -= *= /= %=
        int i = 10;
        i += 5; //其计算方式： i = i+ 5
        System.out.println("i+=后的结果：" +i);//其计算结果为：15

        int j = 10;
        j -=2;
        System.out.println("j-=后的结果：" +j);//其计算结果为：8

        int k = 10;
        k *= 10;
        System.out.println("k*=后的结果：" +k);//其计算结果为：100

        int l = 10;
        l /= 2;
        System.out.println("l/=后的结果：" +l);//其计算结果为：5

        int m = 20;
        m %=7;
        System.out.println("m%=后的结果：" +m);//其计算结果为：6
    }
}

运行结果：

i+=后的结果：15
j-=后的结果：8
k*=后的结果：100
l/=后的结果：5
m%=后的结果：6

三、关系(比较)运算符

    关系运算符包括大于 (>) 、 小于(<) 、等于(==)、大于或等于(>=)、小于或等于(<=)、不等于(!=)

• 关系运算符所获得的结果是一个布尔(boolean)值，它们计算的是操作数之间的关系；若关系的真，则结果为true，若关系不为真，则结果为false

public class CompareTest {
    public static void main(String[] args) {
        int i = 10;
        int j = 20;
        System.out.println("变量i大于j："+(i>j));//结果为：false
        System.out.println("变量i小于j："+(i= j));//结果为：false
        System.out.println("变量i小于等于j："+ (i <= j));//结果为：true
    }
}

运行结果：

变量i大于j：false
变量i小于j：true
变量i等于j：false
变量i不等于j：true
变量i不等于j：false
变量i不等于j：true

• 关系运算符中等于(==)和不等于(!=)适用于所有的基本数据类类型，同时也适用于所有对象。在进行对象比较时，其比较的是对象的引用，而不是对象的内容，示例如下：

public class CompareEquivalence {
    public static void main(String[] args) {
        Integer i = new Integer(47);
        Integer k = new Integer(47);

        System.out.println("对象i等于k："+(i==k));
        System.out.println("对象i不等于k："+(i!=k));
    }
}

       根据常规逻辑：第一条输出语句输出的结果应该为 true，第二条语句输出的结果应该为 false,因为两个对象的值都是相同的(47)，但事实不是这样的。输出结果如下运行结果：

对象i等于k：false
对象i不等于k：true

        虽然两个对象的内容一样，都是47，但这两个对象的引用是不一样的，所以等于(==)和不等于(!=)在比较两个对象时，比较的是两个对象的引用，而不是对象的内容。

在java中要比较两个对象的内容是否相同，使用equals()方法进行，具体的用法在后续的章节中阐述。

四、逻辑运算符

逻辑运算符，操作的都是 boolean 类型的变量或常量，用于连接多个条件（多个关系表达式），最终的结果也是一个 boolean类型值

短路与(&&)， 短路或(||)、取反(!) 逻辑与(&)、逻辑或(|)、 逻辑异或(^)

• & 和 &&：都表示"且"关系，当符号左右两边布尔值都是 true 时，结果才能 为 true。否则，为 false。
• | 和 || ：都表示"或"关系，当符号两边布尔值有一边为 true 时，结果为 true。当两边都为 false 时，结果为 false
• ! ：表示"非"关系，当变量布尔值为 true 时，结果为 false。当变量布尔值 为 false 时，结果为 true。
• ^ ：当符号左右两边布尔值不同时，结果为 true。当两边布尔值相同时， 结果为 false

其基本规则如图：

     & 和 &&比较：

•  相同点：如果符号左边是 true，则二者都执行符号右边的操作
• 不同点：& ： 如果符号左边是 false,则继续执行符号右边的操作

        && ：如果符号左边是 false,则不再继续执行符号右边的操作

        在实际开发中，推荐使用 &&

      | 和 ||：

• 相同点：如果符号左边是 false，则二者都执行符号右边的操作
• 不同点：| ： 如果符号左边是 true，则继续执行符号右边的操作

        || ：如果符号左边是 true，则不再继续执行符号右边的操作

        在实际开发中，推荐使用 ||

五、位运算符

在java中位运算符包括以下7个：

位右移(>>)、位左移(<<) 、无符号右移(>>>)、按位与(&)、按位或(|)、按位异或(^)、按位取反(~)

位运算符的运算过程都是基于二进制的补码运算，各运算符发运算规则如下：

• 位右移(>>)： 在一定范围内，数据每向右移动一位，相当于原数据/2
• 位左移(<<) ： 在一定范围内，数据每向左移动一位，相当于原数据*2
• 无符号右移(>>>)： 往右移动后，左边空出来的位直接补 0
• 按位与(&)： 对应位都是 1 才为 1，否则为 0

        1 & 1 结果为 1

        1 & 0 结果为 0        

        0 & 1 结果为 0

        0 & 0 结果为 0

• 按位或(|)： 对应位只要有 1 即为 1，否则为 0

        1 | 1 结果为 1

        1 | 0 结果为 1

        0 | 1 结果为 1

        0 |0 结果为 0

• 按位异或(^)： 对应位一个为1 一个为0，才为1，否则为0

        1 ^ 1 结果为 0

        1 ^ 0 结果为 1

        0 ^ 1 结果为 1

        0 ^ 0 结果为 0

• 按位取反(~)： 对应位为1，则结果为0；对应位为0，则结果为1，

        ~0 就是 1

        ~1 就是 0

六、条件运算符

符号 ： ?:

语法格式： (条件表达式)? 表达式a:表达式b ，

解释： 条件表达式是 boolean 类型的结果，根据 boolean 的值选择表达式a 或表达式b

示例如下：

/**
 * 获取三个数中的最大值
 */
public class ConditionExer {
    public static void main(String[] args) {
        int i = 43;
        int j = 33;
        int k = 73;
        int tempMax = (i > j)? i:j;
        int finalMax = (tempMax > k)? tempMax : k;
        System.out.println("三个数中最大值为：" + finalMax);

    }
}

运行结果：

三个数中最大值为：73

七、运算符优先级

运算符有不同的优先级，所谓优先级就是在表达式运算中的运算符顺序 ，当一个表达式中存在多个操作符时，操作符的优先级就觉得了各部分的计算顺序

优先级	运算符说明	运算符
1	括号	()、[]、{}
2	正负号	+、-
3	单元运算符	++、--、~、！
4	乘法、除法、求余	*、/、%
5	加法、减法	+、-
6	移位运算符	<<、>>、>>>
7	关系运算符	<、<=、>=、>
8	等价运算符	==、!=
9	按位与	&
10	按位异或	^
11	按位或	|
12	条件与	&&
13	条件或	||
14	三元运算符	? :
15	赋值运算符	=、+=、-=、*=、/=、%=
16	位赋值运算符	&=、|=、<<=、>>=、>>>=