Java——运算符

目录

1.算术运算符

（1）基本四则运算符：加减乘除模(+ - * / %)

1）做除法和取模时，右操作数不能为0

2）%可对double类型取模

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3）两侧操作数类型不一致时，向类型大的提升

（2）增量运算符 += -= *= %=

（3）自增/自减运算符 ++ --

2.关系运算符

3.逻辑运算符(重点)

（1）逻辑与 &&

（2）逻辑或 ||

（3）逻辑非 !

（4）短路求值

4.位运算符

（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

（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

（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

（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

5.移位运算

（1）左移 <<: 最左侧位不要了, 最右侧补 0

（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)

（3）无符号右移 >>>: 最右侧位不要了, 最左侧补 0

6.条件运算符

7.运算符的优先级

1.算术运算符

（1）基本四则运算符：加减乘除模(+ - * / %)

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

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);//1
// 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);

public static void main(String[] args) {
        System.out.println(5/2);//2
        System.out.println((float)5/2);//2.5——>先对5强制类型转换
        System.out.println(5/(float)2);//2.5——>先对2强制类型转换
        System.out.println((float)(5/2));//2.0
    }

1）做除法和取模时，右操作数不能为0

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)

2）%可对double类型取模

% 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
1.5

 public static void main(String[] args) {
        System.out.println(10%3);//1
        System.out.println(10%-3);//1
        System.out.println(-10%3);//-1
        System.out.println(-10%-3);//-1
 
    }

3）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。

public static void main(String[] args) {
        short sh = 12;
        //sh = sh + 2;
        //这里会发生错误，为什么？
        //因为sh+2之后发生了整型提升，变成4个字节，而又将4个字节赋给sh(2个字节)
        //则会发生错误，可以强转sh = (short)(sh+2)
        sh += 2;
        //这里不会发生错误，可以理解为+=帮助我们发生进行了类型转换
    }

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

注意：只有变量才能使用该运算符，常量不能使用。

（3）自增/自减运算符 ++ --

++是给变量的值+1，--是给变量的值-1。

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。

2.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 。

public static void main(String[] args) {
        System.out.println(1 < 5);//true
        System.out.println(1 <= 5);// true
        System.out.println(1 > 5);//false
        System.out.println(1 >= 5);//false
        System.out.println(1 != 5);//true
        System.out.println(1 == 5);//false
    }

注意：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。

public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        System.out.println(3 < a < 100);
        //这个代码是错的
    }

3.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 &&

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。

布尔表达式1&&布尔表达式2（只有两个取值，true或false）

特点（短路与）：

1.如果表达式1为真，则再执行表达式2；如果表达式2也为真，那么整体才为真。

2.如果表达式1为假，则不再执行表达式2，整体为假。

3.两个表达式都为真，结果才是真，只要有一个是假，结果就是假。

int a = 1;
int b = 2;
//System.out.println(a&&b);不能这么写
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）逻辑或 ||

语法规则：布尔表达式1 || 布尔表达式2，左右表达式必须是boolean类型的结果。

1.如果表达式1为真，就不会再执行表达式2，整体已为真。（短路或）

2.如果表达式1为假，就继续执行表达式2；表达式2为真，整体就为真；表达式2为假，就为假。

3.总结：左右表达式只要有一个为真，则结果为真。

 

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 !

语法规则：! 表达式   

真变假，假变真。

int a = 1;
//System.out.println(!(a));这样写是错误的
System.out.println(!(a == 1)); // a == 1 为true，取个非就是false
System.out.println(!(a != 1)); // a != 1 为false，取个非就是true

（4）短路求值

&& 和 || 遵守短路求值的规则

System.out.println(10 > 20 && 10 / 0 == 0); // 打印 false
System.out.println(10 < 20 || 10 / 0 == 0); // 打印 true

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.

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

4.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

int a = 10;
int b = 20;
System.out.println(a & b);

（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

int a = 10;
int b = 20;
System.out.println(a | b);

运算方式和按位于类似.

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）按位取反 ~: 如果该位为 0 则转为 1, 如果该位为 1 则转为 0

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

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

注意：如果两个数相同，则异或的结果为0。

特点：

1.两个相同的数字异或，结果为0，n^n=0。

2.0异或任何数字，结果是与0异或的那个数字，0^n=n。

5.移位运算

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

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

注意：向左移位时，丢弃的是符号位，因此正数左移可能会编程负数。

（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)

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

（3）无符号右移 >>>: 最右侧位不要了, 最左侧补 0

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

注意:

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.

6.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（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）

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.

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

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

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

7.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 - 。

// 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。