JavaSE——运算符

admin2024-04-03  0

1. 概念

运算符是一种用于执行特定操作的符号或关键字。在编程中,运算符用于对变量、常量和表达式进行操作,以产生一个结果。

作为一门计算机语言, Java 也提供了一套丰富的运算符来操纵变量。 Java 中运算符可分为以下:算术运算符 关系运算符 逻辑运算符位运算符移位运算符以及条件运算符等。

2. 算术运算符(+、-、*、/)

 2.1 基本四则运算符:加减乘除模(+ - * / %) 

int a = 2;
int b = 1;
System.out.println(a + b); // 3
System.out.println(a - b); // 1
System.out.println(a * b); // 2
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

  • 都是二元运算符,使用时必须要有左右两个操作数

JavaSE——运算符,第1张

  • 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);
// 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);
    }

JavaSE——运算符,第2张

  • 做除法和取模时,右操作数不能为0
    JavaSE——运算符,第3张
    JavaSE——运算符,第4张
  • % 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
  • 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

    JavaSE——运算符,第5张
     

    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。
            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

    JavaSE——运算符,第6张

    注意:只有变量才能使用该运算符,常量不能使用。

    2.3 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++ 
            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++ 
            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
    • 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

 3. 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;
        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

JavaSE——运算符,第7张

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
  • 当需要多次判断时,不能连着写,比如:3 < a < 5Java程序与数学中是有区别的

4. 逻辑运算符 

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

4.1 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。

表格表示如下 :

             表达式1            表达式2                结果
              真                真                  真
              真                假                  假
              假                真                  假
              假                假                  假

 代码表示如下:

        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 > 10); // 左为真 但 右为假 则结果为假
        System.out.println(a > 10 && b == 2); // 左为假 但 右为真 则结果为假
        System.out.println(a > 10 && b > 10); // 左为假 且 右为假 则结果为假

 运行结果如下:

JavaSE——运算符,第8张

4.2 逻辑或(||)

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。

两个表达式都为假,结果才是假,只要有一个是真,结果就是真。

表格表示如下:

             表达式1            表达式2                结果
              真                真                  真
              真                假                  真
              假                真                  真
              假                假                  假

代码表示如下:

        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 > 10); // 左为真 但 右为假 则结果为真
        System.out.println(a > 10 || b == 2); // 左为假 但 右为真 则结果为真
        System.out.println(a > 10 || b > 10); // 左为假 且 右为假 则结果为假

运行结果如下:

JavaSE——运算符,第9张

4.3 逻辑非( !)

语法规则 ! 表达式
真变假,假变真。

 表格表示如下:

            表达式2                结果
                真                  假
                假                  真

代码表达如下:

        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

运行结果如下:

JavaSE——运算符,第10张

4.4 短路求值

&& || 遵守短路求值的规则:
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 .
代码表示如下:
        System.out.println(10 > 20 && 10 / 0 == 0); // 打印 false
        System.out.println(10 < 20 || 10 / 0 == 0); // 打印 true

运行结果如下:

JavaSE——运算符,第11张

5. 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.

5.1 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.

JavaSE——运算符,第12张

代码如下:

        int a = 3;
        int b = 5;
        System.out.println(a & b);

运行结果如下:

JavaSE——运算符,第13张

5.2 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.

JavaSE——运算符,第14张

 代码如下:

        int a = 3;
        int b = 5;
        System.out.println(a | b);

运行结果如下:

JavaSE——运算符,第15张

注意 : & | 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.

5.3 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.

JavaSE——运算符,第16张 代码如下:

        int a = 3;
        int b = 5;
        System.out.println(a ^ b);

运行结果如下:

JavaSE——运算符,第17张

注意:如果两个数相同,则异或的结果为 0。

5.4 按位取反( ~ )

如果该位为 0 则转为 1, 如果该位为 1 则转为 0
 
代码如下:
        int a = 0xf;
        System.out.printf("%x\n", ~a);

运行结果如下:

JavaSE——运算符,第18张

6. 移位运算符

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。

6.1 左移运算符(<<)

最左侧位舍弃, 最右侧补 0.  
JavaSE——运算符,第19张

代码如下:

         int a = 5;
         System.out.println(5<<1);

运行结果如下:

JavaSE——运算符,第20张

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。

6.2 右移运算符(>>)

最右侧位舍弃, 最左侧补符号位(正数补0, 负数补1)。
 
JavaSE——运算符,第21张

代码如下:

        int a = 5;
        System.out.println(5>>1);

 运行结果如下;

JavaSE——运算符,第22张

6.3 无符号右移运算符(>>>)

最右侧位舍弃, 最左侧补 0.
 
代码如下:
        int a = 5;
        System.out.println(5>>>1);

运行结果如下:

JavaSE——运算符,第23张

注意 :
1. 左移 1 , 相当于原数字 * 2. 左移 N , 相当于原数字 * 2 N 次方 .
2. 右移 1 , 相当于原数字 / 2. 右移 N , 相当于原数字 / 2 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 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 .

7. 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.
也是 Java 中唯一的一个 三目运算符 , 是条件判断语句的简化写法 .
代码如下:
求两个数之间的最大值
        int a = 1;
        int b = 2;
        int max = a > b ? a : b;
        System.out.println(max);

运行结果如下:

JavaSE——运算符,第24张

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
JavaSE——运算符,第25张

2. 表达式不能单独存在,其产生的结果必须要被使用。

JavaSE——运算符,第26张 

8. 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: * / 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。
例如:
 
        // 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

JavaSE——运算符,第27张

不过,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.
例如:

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

运行结果如下:

JavaSE——运算符,第28张

 

本文是作者学习后的总结,如果有什么不恰当的地方,欢迎大佬指正!!! 

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