【Java基础笔记】1-5 运算符

Z时代
2024-01-10
分类：综合

java

本篇主要介绍了 Java 中的常见运算符：算术运算符（含其他数学运算 Math）、赋值运算符、关系运算符、逻辑运算符、位运算符、条件运算符和扩展赋值运算符。

§1-5 运算符

§1-5 运算符
- 1-5.1 算术运算符
  - 1-5.1.1 四则运算
  - 1-5.1.2 扩展赋值运算符
  - 1-5.1.3 模运算
  - 1-5.1.4 自增自减运算符
  - 1-5.1.5 其他数学运算
- 1-5.2 关系运算符
- 1-5.3 逻辑运算符
- 1.5.4 位运算符
- 1-5.5 条件运算符
- 1-5.6 扩展：源码、反码与补码

Java 语言支持如下运算符：

算术运算符：+, -, *, /, %, ++, --

赋值运算符：=

关系运算符：>, <, >=, <=, ==, !=, instanceof

逻辑运算符：&&, ||, !

位运算符：&, |, ^, ~, >>, <<, >>>

条件运算符：?, :

扩展赋值运算符：+=, -=, *=, /=

不同运算符所执行的运算有优先级之分，若要强调优先级，可用()括住该运算。

1-5.1 算术运算符

1-5.1.1 四则运算

数学中的加减乘除四则运算在 Java 中也支持，请看下面的例子：

public class Operators {
    public static void main(String[] args) {
        //二元运算符
        int a = 10;
        int b = 20;
        long c = 123123123123123L;
        byte d = 120;
        short e = 8;
        System.out.println(a+b);
        System.out.println(a-b);
        System.out.println(a*b);
        System.out.println(a/b);
    }
}

编译后运行，得到结果如图所示：

可见在运算a/b时，结果本应带有小数，却因为计算结果的数据类型为int而自动舍弃小数，为避免这种情况发生，可在计算时强制转换数据类型，见下：

		System.out.println(a/(double)b);

值得注意的是，默认情况下，计算后的结果的数据类型为整型，但计算时变量数据类型高于整型时，则输出结果为最高级数据类型，以前文给出的例子为例：

		System.out.println(a+b+c+d+e);	//Long
		System.out.println(a+b+d+e);	//int

从上图可知，四则运算结果默认为整型，而编译后运行结果（分割线下）则体现了上文中 “以参与运算的变量最高数据类型输出”。

1-5.1.2 扩展赋值运算符

扩展赋值运算符是一种赋值时的简易写法。如：

a+=b	//即 a = a + b
a-=b	//即 a = a - b

在执行输出语句时，+既可以作字符串连接符，也可以作算术运算符，但若+跟在字符串后，则在不加任何优先级时，其后所有变量都将转换为字符串，并将字符串内容连接。如：

1-5.1.3 模运算

Java 中的模运算，即数学当中的取余。a % b（ab皆为整型）意为a / b后取其余数，数据类型为整型。

1-5.1.4 自增自减运算符

在前文我们有提到算数运算符中还有++--这两个运算符，它们是自增则减运算符，使用时，a++即a = a + 1；同理，a--即a = a - 1。但值得注意的是，自增自减运算符的位置不同，它们的执行时机也不同。

public class SelfOps {
    public static void main(String[] args) {
        //自增自减运算符为一元运算符
        int a = 3;
        int b = a++;
        System.out.println(a);
        System.out.println(b);
        int c = ++a;
        System.out.println(a);
        System.out.println(c);
    }
}

编译后运行，得到如图所示结果：

当自增自减运算符在后时，先执行代码，后自增 / 自减；当自增自减运算符在前时，先自增 / 自减，后执行代码。

1-5.1.5 其他数学运算

若要对一个数作幂运算、求绝对值等较为复杂的数学运算时，我们需要借助一些工具实现它：Math。快捷输入方式：Math.<运算名>(表达式参数)

public class Maths {
    public static void main(String[] args) {
		//Math
        double pow = Math.pow(2, 3);
        System.out.println(pow);
        System.out.println("==============");
        int abs = Math.abs(-127);
        System.out.println(abs);
        System.out.println("==============");
        double sin = Math.sin(3.14);
        System.out.println(sin);
        System.out.println("==============");
    }
}

编译后运行，得到如图所示结果：

1-5.2 关系运算符

关系运算符判断关系是成立与否后，输出的结果为布尔值，有两种结果：true或false。

public class RelationalOps {
    public static void main(String[] args) {
        //判断结果输出为布尔值
        int a = 10;
        int b = 20;
        //输出比较
        System.out.println(a>b);
        System.out.println(a<b);
        System.out.println(a==b);
        System.out.println(a!=b);
    }
}

编译后运行，得到结果如图所示：

1-5.3 逻辑运算符

Java 语言中支持如下逻辑运算符：与（and, &&）、或（or, ||）、非（not, !）

请看下方的例子：

public class LogicalOps {
    public static void main(String[] args) {
        //逻辑运算符
        boolean a = true;
        boolean b = false;
        //输出结果：逻辑运算
        System.out.println("a && b :"+(a && b));    //与运算：同真才为真
        System.out.println("a || b :"+(a || b));    //或运算：有一真为真，同假为假
        System.out.println("!( a && b ): "+(!(a && b)));    //取反：真时得假，假时得真
    }
}

编译后运行，得到结果如图所示：

其中，+起到连接字符串的作用，是字符串连接符。

在运用逻辑运算符时，有一个特性值得我们注意。请看下面例子：

		int c = 5;
        boolean d = (c<4) && (c++<4);   //结果一定为 false
        System.out.println(c);  //变量 c 的值没有发生变化：短路运算
        System.out.println(d);

编译后运行，得到如图所示结果：

解释：在上述例子中，d永远为false，因为其表达的与运算中的第一个条件c<4已经为false，则整条式子计算后结果为false。此时，与运算符后的条件c++<4没有执行，被跳过，因而该计算被 “短路” ，c的结果仍为5。

注：短路计算常用于与运算中。

1.5.4 位运算符

Java 中有如下常见位运算符：&|^~，左移右移运算符<<>>（仅用于整型）。

其意义见下：

/*
	A = 0011 1100
	B = 0000 1101
	==========================
	位运算符：
	A & B = 0000 1100	类似于与运算，相同位都为1时才取1（同真为真，其余为假）
	A | B = 0011 1101	类似于或运算，相同位有1取1（有一真为真，同假取假）
	A ^ B = 0011 0001	异或运算，相同位相同为0，不同取1(同假异真)
	~ B = 	1111 0010	取反，依次按位取反
	==========================
	左移右移运算符：
	思考一个问题：2 * 8 如何计算效率最高？
	在二进制中：
	2 = 0000 0010
	3 = 0000 0011
	4 = 0000 0100
	8 = 0000 1000
	16= 0001 0000
	2 * 8 = 2 * 2 * 2 * 2 = 2 << 3 = 16
	可如此简单理解：
        a << b = a * (2^b)
        a >> b = a / (2^b)
*/