【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;

目录

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

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

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。

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.


总结:  

后期博主会陆续更新Java SE的知识

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