JAVA初阶——运算符

目录

一、算数运算符

1、基本四则运算符（+、-、 *、 /、 %）

2、增量运算符：（+=、-=、*=、%=）

3、自增/自减运算符：++、--）

二、关系运算符

三、逻辑运算符

1. 逻辑与（&&）

2. 逻辑（||）

3. 逻辑非（!）

4. 短路求值

四、位运算符

1. 按位与（&）

2. 按位或（|）

3. 按位取反（~）

4. 按位异或（^）

五、位移运算符

1. 左移（<<）

2. 右移（>>）

3. 无符号右移（>>>）

六、条件运算符

七、运算符的优先级

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一、算数运算符

1、基本四则运算符：+、-、 *、 /、 %

int a = 20;
int b = 10;
System.out.println(a + b); // 30
System.out.println(a - b); // 10
System.out.println(a * b); // 200
System.out.println(a / b); // 2
System.out.println(a % b); // 0 --->模运算相当于数学中除法的余数

注：

（1）、二元运算符使用时必须要有左右两个操作数并且不论是int结果还是int类型都会向下取整。

int a = 3;
int b = 2;
// 在数学中应该是1.5 但是在Java中输出结果为1 会向下取整，即小数点之后全部舍弃掉了
System.out.println(a / b);
 
// 如果要得到数学中的结果，可以使用如下方式
double d = a*1.0 / b;
System.out.println(d);

（2）、 做除法和取模时，右操作数不能为0，否则会报错！

int a = 1;
int b = 0;
System.out.println(a / b)
 
// 运行结果
Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero
at Test.main(Test.java:5)

（3）、%不仅可以对整型取模，也可以对double类型取模，但是没有意义，一般都是对整型取模的。

System.out.println(11.5 % 2.0);
// 运行结果为1.5

（4）、两侧操作数类型不一致时，向类型大的提升。

System.out.println(1+0.2); 
// +的左侧是int，右侧是double，在相加之前int被提升为double
// 故：输出1.2

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。并且只有变量才能使用该运算符，常量不能使用！！！

例：

int a = 1;
a += 2; // 相当于 a = a + 2
System.out.println(a); // 输出3
 
a -= 1; // 相当于 a = a - 1
System.out.println(a); // 输出2
 
a *= 3; // 相当于 a = a * 3
System.out.println(a); // 输出6
 
a /= 3; // 相当于 a = a / 3
System.out.println(a); // 输出2
 
a %= 3; // 相当于 a = a % 2
System.out.println(a); // 输出2

3、自增/自减运算符：++、--

++是给变量的值+1，--是给变量的值-1。

例：

int a = 1;
a++; 
// 后置++ 表示给a的值加1，此时a的值为2
System.out.println(a++); 
// 注意：后置++是先使用变量原来值，表示式结束时给变量+1，因此输出2
System.out.println(a); // 输出3
 
++a; 
// 前置++ 表示给a的值加1
System.out.println(++a); 
// 注意：前置++是先给变量+1，然后使用变量中的值，因此输出5
System.out.println(a); // 输出5
 
// --操作符给操作-1，与++含义类似

 注：

• 如果单独使用，【前置++】和【后置++】没有任何区别
• 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
• 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

二、关系运算符

关系运算符主要有六个: ==、!=、<、>、<=、>= ，其计算结果是boolean类型的true或者false。注意当需要多次判断时，不能连着写，比如：3 < a < 5，这种是错误的。

例：

int a = 10;
int b = 20;
// 注意：在Java中 = 表示赋值，== 表示相等！！！
System.out.println(a == b); // false
System.out.println(a != b); // true
System.out.println(a < b); // true
System.out.println(a > b); // false
System.out.println(a <= b); // true
System.out.println(a >= b); // false

三、逻辑运算符

逻辑运算符主要有三个: &&、||、! ，运算结果都是 boolean类型的true或false。

1. 逻辑与（&&）

定义:（表达式1）&&（表达式2）

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。并且左右表达式必须是boolean类型的结果。

例： 

int a = 1;
int b = 2;
System.out.println(a == 1 && b == 2); // 左为真 且 右为真 则结果为真
System.out.println(a == 1 && b > 100); // 左为真 但 右为假 则结果为假
System.out.println(a > 100 && b == 2); // 左为假 但 右为真 则结果为假
System.out.println(a > 100 && b > 100); // 左为假 且 右为假 则结果为假

2. 逻辑（||）

定义:（表达式1）||（表达式2）

左右表达式至少有一个位真，则结果为真。左右表达式必须是boolean类型的结果。

例：

int a = 1;
int b = 2;
System.out.println(a == 1 || b == 2); // 左为真且右为真 则结果为真
System.out.println(a == 1 || b > 100); // 左为真但右为假 则结果也为真
System.out.println(a > 100 || b == 2); // 左为假但右为真 则结果也为真
System.out.println(a > 100 || b > 100); // 左为假且右为假 则结果为假

3. 逻辑非（!）

定义：! (表达式)
真变假，假变真。

例：

int a = 1;
System.out.println(!(a == 1)); // a == 1 为true，取非就是false
System.out.println(!(a != 1)); // a != 1 为false，取非就是true

4. 短路求值

&& 和 || 遵守短路求值的规则：

System.out.println(10 > 20 && 10 / 0 == 0); 
//表达式1错误，所以表达式2不执行，打印 false
System.out.println(10 < 20 || 10 / 0 == 0); 
//表达式1正确，所以表达式2不执行， 打印 true

 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。

注：

• 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.
• 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.
• & 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

例：

System.out.println(10 > 20 & 10 / 0 == 0); // 程序抛出异常
System.out.println(10 < 20 | 10 / 0 == 0); // 程序抛出异常

四、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。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。位操作符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，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。

例：

int a = 10;                   //00000000 00000000 00000000 00001010
int b = 20;                   //00000000 00000000 00000000 00010100
System.out.println(a & b);    //00000000 00000000 00000000 00000000
//答案为0！

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。

例：

int a = 10;                //00000000 00000000 00000000 00001010
int b = 20;                //00000000 00000000 00000000 00010100
System.out.println(a | b); //00000000 00000000 00000000 00011110
//答案为30

注：当 & 和 | 的操作数为整数（int，short，long，byte）时，表示按位运算；当操作数为 boolean的时候, 表示逻辑运算。

3. 按位取反（~）

如果该位为 0 则转为 1, 如果该位为 1 则转为 0

例：

int a = 0xf;                    
System.out.printf("%x\n", ~a)  

4. 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

例：

int a = 0x1;                       
int b = 0x2;                       
System.out.printf("%x\n", a ^ b);   

注：如果两个数相同，则异或的结果为0

五、位移运算符

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, 最右侧补 0。

例：

int a = 0x10;                        
System.out.printf("%x\n", a << 1);   
// 运行结果(注意, 是按十六进制打印的)
//20

注：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, 最左侧补符号位(正数补0, 负数补1)

例：

int a = 0x10;
System.out.printf("%x\n", a >> 1);
// 运行结果为8 (注意, 是按十六进制打印的)
 
int b = 0xffff0000;
System.out.printf("%x\n", b >> 1);
// 运行后为ffff8000 (注意, 是按十六进制打印的)

3. 无符号右移（>>>）

最右侧位不要, 最左侧补 0

int a = 0xffffffff;
System.out.printf("%x\n", a >>> 1);
// 运行结果为7fffffff (注意, 是按十六进制打印的)

注:

• 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。
• 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.
• 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。
• 移动负数位或者移位位数过大都没有意义。

六、条件运算符

（表达式1）?（表达式2）：(表达式3）
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。

例：

// 求两个整数的最大值
int a = 10;
int b = 20;
int max = a > b ? a : b;

注:

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

int a = 10;
int b = 20;
int c = a > b? 1 : 2.0;

2. 表达式不能单独存在，其产生的结果必须要被使用

int a = 10;
int b = 20;
a > b? a : b; // 报错：Error:(15, 14) java: 不是语句

七、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。

// 求a和b的平均值
int a = 10;
int b = 20;
int c = a + (b - a) >> 1;
System.out.println(c);

上述表达式中，由于 + 的优先级要高于 >>，因此a先和b-a的结果做加法，整体为20，最后再进行右移，因此结果为10。
注：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。