JavaSE——运算符

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

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);
    }

做除法和取模时，右操作数不能为0
% 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

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

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

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 < 5，Java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：

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：

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：

4.4 短路求值

&& 和 || 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：

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.

代码如下：

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

运行结果如下：

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.

代码如下：

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

运行结果如下：

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.

代码如下：

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

运行结果如下：

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：

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.

代码如下：

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

运行结果如下：

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)。

代码如下：

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

运行结果如下;

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：

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 .

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：

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。

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： * 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。

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 。

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：

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！！！