【Java SE】运算符详解

本篇是了解Java SE中的各种运算符，并且熟练并掌握它们；

1. 什么是运算符

2. 算术运算符

2.1 基本四则运算符

2.2 增量运算符

2.3.自增/自减运算符

3. 关系运算符

4. 逻辑运算符(重点)

4.1.逻辑与 &&

4.2 逻辑或 ||

3. 逻辑非 !

5. 位运算符

5.1 按位与 &:

5.2. 按位或 |:

5.3 按位取反 ~:

5.4 按位异或 ^:

6. 移位运算（了解）

1. 左移 <<

2. 右移 >>

3.无符号右移 >>>

7. 条件运算符

8. 运算符的优先级

总结：

1. 什么是运算符

计算机的最基本的用途之一就是执行数学运算，比如：

int a = 10;
int b = 20;
a + b;
a < b;

上述 + 和 < 等就是运算符，即：对操作数进行操作时的符号，不同运算符操作的含义不同。

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(+ - * / %)

    public static void main(String[] args) {
        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：

int / int 结果还是int类型，而且会向下取整：

都是二元运算符，使用时必须要有左右两个操作数

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)

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)

% 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

注：C语言中%左右俩边必须是整数

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

2.2 增量运算符

+= -= *= %=

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。

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：

注：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 。

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

改法：a >3 && a < 5

4. 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。

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。
相当于现实生活中的且，比如：如果是学生，并且都带有学生证才可以享受半票。
两个表达式都为true，结果才是true，只要有一个是ture，结果就是false。

注：除了一个逻辑与；还有一个短路与

短路与：只有表达式1为假，表达式2就不会执行；

int a = 1;
int b = 2;
System.out.println(a == 2 && (b / 0 == 0));

// false
// a == 2 已经为false 
// 不会执行 表达式2 b / 0 == 0  
// 所以不会报错

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。
相当于现实生活中的或，比如：买房子交钱时，全款或者按揭都可以，如果全款或者按揭，房子都是你的，否则站一边去。

表达式1	表达式2	结果
真	真	真
真	假	真
假	真	真
假	假	假

注意：左右表达式至少有一个位真，则结果为真

短路或：只要表达式1为真不会执行表达式2 同理逻辑与

3. 逻辑非 !

语法规则：! 表达式
真变假，假变真。

注：第一种写法错误，里面必须是boolean类型

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

5. 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.

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.

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

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.

int a = 10;
int b = 20;
System.out.println(a | b); // 30

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.

5.3 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 fffff0

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

5.4 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 = 10；// 0 0 0 0 1 0 1 0

int b = 20；// 0 0 0 1 0 1 0 0

a ^ b // 0 0 0 1 1 1 1 0 //30

注：如果两个数相同，则异或的结果为0

6. 移位运算（了解）

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 = 10;
// 左移  0 0 0 0 1 0 1 0 << 1  10
//       0 0 0 1 0 1 0 0       20
//       0 0 1 0 1 0 0 0       40

// 左移一位数字*2

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.

int a = 10;
// 无符号右移 
// 左移  0 0 0 0 1 0 1 0 >> 1   10
//      0 0 0 0 0 1 0 1         5
//      0 0 0 0 0 0 1 0         2
//      0 0 0 0 0 0 0 1         1

//右移一位数字/2

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. （所以一般使用无符号右移）

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.

 public static void main(String[] args) {
        // 求两个整数的最大值
        int a = 10;
        int b = 20;
        int max = a > b ? a : b;
        System.out.println(max);
 }

错误演示：

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