Java工程师培训课（三）

夜光序言：

如果你真很喜欢一个人， 
实在放不下的话， 
那就继续喜欢吧 
或许你会感动ta 
或许你会累到放手 
可是 
至少你没有遗憾

正文：

上次的夜光练习：

1. 使用程序判断一个整数是偶数还是奇数
2. 使用程序判断假设今天是星期4，那么问10天后的今天是星期几？
3. 将数值表达式使用java程序翻译，并通过程序求出运算结果

其中int x=1;int y=2,int a=3,int b=4,int c=5;

案例一：

public static void main(String[] args) { // 判断一个整数一奇数还是偶数 int x = -100; // 奇数是，1,3,5...偶数是2,4,6...显然整数除2能整除，也就%（取模）结果为0就是偶数。 int result = x % 2; System.out.println(result); // 使用判断语句进行判断。 if (result == 0) { System.out.println(x + "是偶数"); } else { System.out.println(x + "是奇数"); } }

方案二 使用判断该数结果是否是奇数。

（但是该算法有问题，如果被判断的整数为负数是否有效？）

public static void main(String[] args) { // 判断一个整数一奇数还是偶数 int x = 1; // 奇数是，1,3,5...偶数是2,4,6...显然奇数%的结果为1. int result = x % 2; System.out.println(result); // 使用判断语句进行判断。 if (result == 1) { System.out.println(x + "是奇数"); } else { System.out.println(x + "是偶数"); } }

改进

public static void main(String[] args) { // 判断一个整数一奇数还是偶数 int x = -1; // 奇数是，1,3,5...偶数是2,4,6...显然奇数%的结果为1. int result = x % 2; System.out.println(result); // 使用判断语句进行判断。 if (result != 0) { System.out.println(x + "是奇数"); } else { System.out.println(x + "是偶数"); } }

 

案例三：判断星期

public static void main(String[] args) { // 设定今天是星期1，用int 1表示星期一，0表示星期天 int today = 1; // 十天后是星期几？，一个星期是7天，7天之后又是星期1，可以用？ int future = (today+10) % 7; if (future == 0) { System.out.println("10天后是星期天"); } else { System.out.println("10天后是星期：" + future); }   }

案例4：

int x = 1; int y = 2; int a = 3; int b = 4; int c = 5; int result = (3 + 4 * x) / 5 - 10 * (y - 5) * (a + b + c) / x + 9* (4 / x + (9 + x) / y); System.out.println(result); // 442

赋值运算符

= , +=, -=, *=, /=, %=

运算符	运算	范例	结果
=	赋值	a=3,b=2	a=3,b=2
+=	加等于	a=3,b=3;a+=b;	a=5,b=2;
-=	减等于	a=3,b=2,a-=b;	a=1,b=2;
*=	乘等于	a=3,b=2,a*=b;	a=6,b=2
/=	除等于	a=3,b=2,a/=b;	a=1,b=2;
%=	模等于	a=3,b=2,a%=b;	a=1,b=2

a+=b 可以想象成 a=a+b;

变量声明完了之后，可以使用赋值语句（assignment statement）给变量赋一个值，Java中使用等号（=）作为基本的赋值运算符（assignment operator），

格式如下：

variable = expression; 变量    =  表达式;

 

变量我们已经知道如何声明，表达式具体如何定义？

表达式的定义：

表达式涉及到值（常量），变量和通过运算符计算出的值，以及他们组合在一起计算出的新值。

x =y+1;

 

例如：

public static void main(String[] args) { int x = 1; // 声明int变量x， 赋值1给变量x int y = 0; // 声明int变量y， 赋值0给变量y double area; // 声明double变量area double radius = 1.0; // 声明double变量radius，并赋值1.0给变量radius x = 5 * (3 / 2) + 3 * 2; // 将=右半部分表达式的计算结果赋值给变量x x = y + 1; // 将变量y和1的求和的值赋值给变量x area = radius * radius * 3.14159; // 将计算面积的值赋值给变量area }

赋值运算符小问题

问题1： int x; Syst2intln(x = 1); 如何理解? 答：等价于 x=1; System.out.println(x); 注意：不能 1=x,变量名必须在赋值运算符的左边。

 

 

问题二： int x; int y; int z; x = y = z = 100;  如何理解？ 答：等价于 int x; int y; int z; z = 100; y = z; x = y;

 

问题三：short s1 = 1;  s1= s1+1;  s1+=1; 问：s1= s1+1; s1+=1; 与有什么不同？ 对于short s1 = 1; s1 = s1 + 1; 由于s1+1运算时会自动提升表达式的类型，所以结果是int型，再赋值给short类型s1时，编译器将报告需要强制转换类型的错误。 对于short s1 = 1; s1 += 1;由于 += 是java语言规定的运算符，java编译器会对它进行特殊处理，因此可以正确编译。

 

比较运算符

如何比较两个值？使用比较运算符 3和5谁大，在java中如何比较？

比较运算符比较的两边操作数，结果都是boolean的，只有true和false两种结果。

运算符	运算	例子	结果
==	相等于	4= =3	false
!=	不等于	4!= 3	true
<	小于	4 < 3	flase
>	大于	4>3	true
<=	小于等于	4<=3	false
>=	大于等于	4>=3	true
Instanceof	检查是否是类的对象	"hello"instanceof String	true

注意的细节：

1.使用比较运算符的时候，要求两种数据类型必须一致。

   byte、short、char 会自动提升至int。

逻辑运算符

什么是逻辑运算符？连接比较运算符的符号称之为逻辑运算符。那么为什么要连接比较运算符？ 举例：当你去公司应聘，招聘要求，男性（判断为真），并且开发经验1年（判断为假）那么，我们还适合去面试吗，不能，因为只满足了一项，总体是不满足的（总体结果为假）。

逻辑运算符用于对boolean型结果的表达式进行运算，运算的结果都是boolean型。我们的比较运算符只能进行一次判断，对于对此判断无能为力，那么逻辑运算符就可以经将较运算符连接起来。

 

逻辑运算符用于连接布尔型表达式，在Java中不可以写成3<x<6，应该写成x>3 & x<6 。

“&”和“&&”的区别：单与时，左边无论真假，右边都进行运算；双与时，如果左边为真，右边参与运算，如果左边为假，那么右边不参与运算。

“|”和“||”的区别同理，双或时，左边为真右边不参与运算。

“ ^ ”异或与“|”或的不同之处是：当左右都为true时，结果为false。

& 与   | 或   ^ 异或 ! 非

1、& 与

true & true = true ;   false & true= false;   true & false = false;   false & false= false;

 

  总结 & 符号特点

& : 只要两边的boolean 表达式结果,有一个false.那么结果就是false

只有两边都为true ,将结果为true.

2、| 或

true   |  true   =true;  ture   |  false =true;  false  |  true  =true;  false  |  false =flase;

 

总结 | : 两边只要有一个为真结果就为真,当两边同为假时结果才为假.

 

3、^  异或

true  ^  true =false;   ture  ^  false =true;   false  ^  true= true;   false  ^  false=flase;

 

 

^ : 两边相同结果是false

两边不同结果是true;

 

4、! 非

！true = false ！false= true

 

5、&&  短路

研究发现，&运算只有两边全为真的时候，结果才为真，那么当左边为假的时候就没有必要在进行判断，&&就产生了。

int a =4;

a >3 && a< 6;

a >3 & a< 6 ;

在这种情况下世没有区别的

如果：

a =2

a >3 & a< 6    2大于 3 为假, 接着运算 2 小于6 为真,总的结果为假

a >3 && a< 6;   此时a 不大于3 结果为false 右边不运算了.即短路.所以&& 比& 效率稍微高了一点.

public static void main(String[] args) { int x = 0; int y = 1; if (x == 0 && y == 1) { System.out.println(x + y); } }

位运算符

按位操作符用来操作整数基本数据类型中的单个比特（bit），就是二进制，按位操作符会对两个参数中对应的位（bit）执行布尔运算，最终生成一个结果。按位操作符来源于C语言面向底层的操作，Java设计的初衷是嵌入式电视机机顶盒，所以面向底层的操作也保留了下来。

任何信息在计算机中都是以二进制的形式保存的，”&”、“|”、“^”除了可以作为逻辑运算符也可以作为位运算符。位运算是直接对二进制进行运算。他们对两个操作数中的每一个二进制位都进行运算。例如int是由32个二进制数组成，因此使用位运算符可以对整数值的二进制数进行运算。

位（bit）运算符：

位运算符	运算符含义
&	与（AND）
|	或（OR）
^	异或
~	取反

 

规则：

可以把1当做true 0当做false

只有参与运算的两位都为1，&运算的结果才为1，否则就为0。

只有参加运算的两位都是0，| 运算的结果才是0，否则都是1。

只有参加运算的两位不同，^ 运算的结果才为1，否则就为0。

1、& 与运算

& 参见运算的两位数都为1，&运算符结果才为1，否则就为0。

6&3

00000000	00000000	00000000	00000110	6
00000000	00000000	00000000	00000011	3
00000000	00000000	00000000	00000010	&  =2

 

2、| 或运算

| 参与运算的两位都为0，|运算的结果才为0，否则就为1。

00000000	00000000	00000000	00000110	6
00000000	00000000	00000000	00000011	3
00000000	00000000	00000000	00000111	|  =7

 

3、^ 异或运算

^只有参加运算的两位不同，^运算的结果才为1，否则就为0。

00000000	00000000	00000000	00000110	6
00000000	00000000	00000000	00000011	3
00000000	00000000	00000000	00000101	^  =5

 

1. ~ 反码

就是取反，二进制只有1和0，取反就是如果为1，取反就是0，如果是0，取反就是1。

 

0000-0000	0000-0000	0000-0000	0000-0110	6
1111-1111	1111-1111	1111-1111	1111-1001	取反 -7

System.out.println(~6);//-7

结论：当参与取反的数值是正数时，把对应的值加上负号，再-1；

  当参与取反的数值是负数时，把对应的值加上负号，再-1；

负数的表现形式就是对应的正数取反，再加1。负数的最高位肯定是1。

 

4、负数表示

负数对应的正数的二进制-1,然后取反。

-6

0000-0000	0000-0000	0000-0000	0000-0110	6
1111-1111	1111-1111	1111-1111	1111-1001	取反
1111-1111	1111-1111	1111-1111	1111-1010	加1

 

 

5、异或特点

一个数异或同一个数两次,结果还是那个数.  用处一个简单的加密思想.

6^3^3

0000-0000	0000-0000	0000-0000	0000-0110	6
0000-0000	0000-0000	0000-0000	0000-0011	^3
0000-0000	0000-0000	0000-0000	0000-0101
0000-0000	0000-0000	0000-0000	0000-0011	^3
0000-0000	0000-0000	0000-0000	0000-0110	结果是6

 

除了这些位运算操作，还可以对数据按二进制位进行移位操作，Java的移位运算符有三种。

 

 

练习：取出一个二进制的某一段。

使用异或（^）数据对数据加密

对两个变量的值进行互换。

方式1： 

对两个变量进行值交换（不能使用第三个变量）

方式2:

两个数相加的时候，值有可能超出int表示范围,不推荐。

方式3：

该方式虽然效率高，而且避免了超出int值，但是可读性较差。

三种方式都可以对两个变量的值进行交换，但是推荐使用第一种。(面试除外)

移位操作符

<< 左移

>> 右移

>>> 无符号右移

 

位运算符
运算符	运算	范例
<<	左移	3 << 2 = 12 --> 3*2*2=12
>>	右移	3 >> 1 = 1  --> 3/2=1
>>>	无符号右移	3 >>> 1 = 1 --> 3/2=1
&	与运算	6 & 3 = 2
|	或运算	6 | 3 = 7
^	异或运算	6 ^ 3 = 5
~	反码	~6 = -7

 

位运算符的细节
<<	空位补0，被移除的高位丢弃，空缺位补0。
>>	被移位的二进制最高位是0，右移后，空缺位补0； 最高位是1，空缺位补1。
>>>	被移位二进制最高位无论是0或者是1，空缺位都用0补。
&	二进制位进行&运算，只有1&1时结果是1，否则是0;
|	二进制位进行 | 运算，只有0 | 0时结果是0，否则是1;
^	任何相同二进制位进行 ^ 运算，结果是0；1^1=0 , 0^0=0   不相同二进制位 ^ 运算结果是1。1^0=1 , 0^1=1

 

技巧：可以理解为二进制1就是true，0就是false。

 

案例：

1、左移 （算术移位）

3<< 2 是如何在计算机里是实现的?

首先将3转换为2进制， 

00000000		00000000	00000000	00000011		3 的二进制
00000000		00000000	00000000	000011		左移2位，砍掉高位
0000 0000	0000 0000		0000 0000		0000 1100	低位补0

结果是12，所以3<<2 =12;

结论：左移就相当于乘以2的位移个数次幂.

 

 

2、右移

6>>2

00000000	00000000		00000000	00000110		6的二进制
000000	00000000		00000000	00000001		右移10被砍掉
00000000		00000000	00000000		00000001	高位补0

结果是1，所以6>>2 =1; 

 

结论一个数往左移越移越大,往右边移越来越小.

推论

3<<2=12;  3<<1=6 ;  3<<3=24;

3*4=12 ;  3*2=6;    3*8=24;

3*22=12;   3*21=6    3*23 =24;

结论往左移几位就是乘以2的几次幂。

右移规律

6>>2=1  ;6>>1=3 ;

6/4=1   ; 6/2=3 ;

右移两位就是除以 2的2次方,右移一位就是除以 2的一次方。

总结 ：>> 是除以2的移动位数次幂

     << 是乘以2的移动位数次幂

用处:最快的运算是位运算。

 

练习：最有效率的方式算出2乘以8等于几？

 

3、无符号右移 （逻辑移位）

通过演示发现右移时高位就空了出来, >> 右移时高位补什么要按照原有 数据的最高位来决定。

1111-1111 1111-1111 1111-1111 1111-1010    -6>>2

1111-1111 1111-1111 1111-1111 1111-0010    

 最高位补什么要看原有最高位是什么

那么使用>> 后原来是最高位1 的那么空出来的最高位还是1 的，是0的还是0。

如果使用>>> 无论最高位是0还是1 空余最高位都拿0 补,这就是无符号右移。

1111-1111 1111-1111 1111-1111 1111-1010    -6>>>2

001111-1111 1111-1111 1111-1111 1111-10    

结果是；1073741822

三元运算符

格式

(条件表达式)?表达式1：表达式2；

如果条件为true，运算后的结果是表达式1；

如果条件为false，运算后的结果是表达式2；

示例：

1获取两个数中大数。

int x=3,y=4,z;

z = (x>y)?x:y;//z变量存储的就是两个数的大数。

int x = 1; int y = 2; int z; z = x > y ? x : y; System.out.println(z); //2

2判断一个数是奇数还是偶数。

int x=5; System.out.println((x%2==0?"偶数":"奇数"));

1. 运算符的优先级与结合性

 

夜光：作业

1. 按照标准步骤完成hello world打印。
2. 如果定义一个变量，如何使用变量。
3. 基本数据类型有哪些？
4. 'a'+1，结果是什么？为什么？都做了什么事情呢？
5. ++在前，在后的区别？
6. short s = 3; s = s+2; s+=2,有什么区别，为什么？
7. &和&&的区别?