【Java基础篇】运算符

作者简介： 辭七七，目前大一，正在学习C/C++，Java，Python等
作者主页： 七七的个人主页
文章收录专栏：Java.SE，本专栏主要讲解运算符，程序逻辑控制，方法的使用，数组的使用，类和对象，继承和多态，抽象类和接口等内容
欢迎大家点赞 👍 收藏 ⭐ 加关注哦！💖💖

---

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
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14

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

3/2在数学中应输出1.5，但是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

int a = 3;

int b = 2;
System.out.println(a / b);
1
2
3
4

结果演示：

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);
1
2
3

结果演示：

3. 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)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

ArithmeticException属于异常，种类为算数异常（异常有很多，后续会写）

4. % 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

取模操作符的简单应用

System.out.println(10%3);
System.out.println(10%-3);
System.out.println(-10%3);
System.out.println(-10%-3);
System.out.println(11.5 % 2);
1
2
3
4
5

运行结果：

5. 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
1
2
3
4

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。

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
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16

下面我们看一个不同类型的增量计算

 long d = 100;
 int c = 9;
 c += d;//c = (int)(c + d) 特点：运算符会帮我们进行类型转换
 System.out.println(c);
1
2
3
4

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。
后置++

 int a = 1;
 int b = 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1

 System.out.println(b);     // 输出1
1
2
3
4
5

前置++

int a = 1;
int b = ++a;    // 前置++   表示给a的值加1
//a = a + 1  b = a
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3
System.out.println(b);     // 输出2
1
2
3
4
5

注意：

• 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

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

int a = 10;
int b = 20;

// 注意：在Java中 = 表示赋值，要与数学中的含义区分
//     在Java中 == 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
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17

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

程序会报警告，因为3 < a 的结果是 true 或者 false ，true 或 false属于布尔类型，5为int型，二者不能互相比较

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。

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 == 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
1
2
3
4
5
6
7

2. 逻辑 ||
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。

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
1
2
3
4
5
6
7

注意：左右表达式至少有一个位真，则结果为真

3. 逻辑非 !

语法规则：! 表达式，表达式必须是boolean类型的结果
真变假，假变真

int a = 1;

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
1
2
3
4

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
//当表达式1为假的时候就不会执行表达式2了

System.out.println(10 < 20 || 10 / 0 == 0);       // 打印 true
//当第一个表达式为真的时候就不会执行第二个表达式了
1
2
3
4
5

注意:

• 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.

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
1
2
3

4. 位运算符

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.
我们可以列一个表来计算二进制位

以5为例

其余地方补0就是5的二进制位了

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);
1
2
3
4
5

结果为0

进行按位运算, 需要先把 10 和 20 转成二进制, 分别为 1010 和 10100

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);
1
2
3
4
5

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);
//打印结果为fffffff0
1
2
3
4

注意:

• 0x 前缀的数字为 十六进制 数字. 十六进制可以看成是二进制的简化表示方式. 一个十六进制数字对应 4 个二进制位.
• 0xf 表示 10 进制的 15, 也就是二进制的 1111
• printf 能够格式化输出内容, %x 表示按照十六进制输出.
• \n 表示换行符

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);
//结果为3
1
2
3
4
5
6

这里我们有两个结论：

n ^ n = 0
0 ^ n = n

注意： 如果两个数相同，则异或的结果为0

6. 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.
我们以11为例
二进制序列0000 1011
11 >> 1之后二进制序列0001 0110
此时所表示的数为22

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)
还是以11为例
二进制序列0000 1011
1 << 1之后二进制序列0000 0101

左移与右移的区别

3. 无符号右移 >>>: 最右侧位不要了, 最左侧补 0.

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

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;
1
2
3
4
5
6
7

输出结果为20

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

2. 表达式不能单独存在，其产生的结果必须要被使用
   例如：

int a = 10;

int b = 20;

a > b? a : b;     // 报错：Error:(15, 14) java: 不是语句
1
2
3
4
5

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);
1
2
3
4
5
6
7
8
9

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。
注意： 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.

好了，关于【Java基础篇】运算符，七七今天就先分享到这里，如果这篇文章对大家有帮助，请佬佬们点个赞再走吧！如果发现什么问题，欢迎评论区留言！💕💕