Java学习篇【四、操作符与流程控制】

1、操作符

我们知道了程序用变量来表示数据，而操作符，顾名思义，就是来操作数据。在由操作符和数据所构成的表达式，被操纵的数据也被称为数据元。

优先级	操作符分类	操作符
由高到低	一元操作符	! ++ – - ~
	算术操作符、位操作符	* / % + - >> << >>>
	比较操作符	> < >= <= != ==
	逻辑操作符	&& || % | ^
	三元操作符	布尔表达式 ? 表达式1: 表达式2
	赋值操作符	= *= += -= /= %=

1.1 算术操作符

Java的算数操作符与其它大多数程序设计语言都是相同的，其中包括加(+)、减(-)、乘(×)、除(÷)以及取模(%)。

假设：整数变量A的值为10，变量B的值为20，如下表：

操作符	描述	例子
+	加法 - 相加运算符两侧的值	A + B 等于 30
-	减法 - 左操作数减去右操作数	A – B 等于 -10
*	乘法 - 相乘操作符两侧的值	A * B等于200
/	除法 - 左操作数除以右操作数	B / A等于2
%	取余 - 左操作数除以右操作数的余数	B%A等于0
++	自增: 操作数的值增加1	B++ 或 ++B 等于 21
–	自减: 操作数的值减少1	B-- 或 --B 等于 19

注：

1. 前缀自增自减法(++a,–a): 先进行自增或者自减运算，再进行表达式运算；
2. 后缀自增自减法(a++,a–): 先进行表达式运算，再进行自增或者自减运算；

1.2 比较运算符

假设：整数变量A的值为10，变量B的值为20

操作符	描述	例子
==	检查如果两个操作数的值是否相等，如果相等则条件为真。	（A == B）为假。
!=	检查如果两个操作数的值是否相等，如果值不相等则条件为真。	(A != B) 为真。
>	检查左操作数的值是否大于右操作数的值，如果是那么条件为真。	（A> B）为假。
<	检查左操作数的值是否小于右操作数的值，如果是那么条件为真。	（A <B）为真。
>=	检查左操作数的值是否大于或等于右操作数的值，如果是那么条件为真。	（A> = B）为假。
<=	检查左操作数的值是否小于或等于右操作数的值，如果是那么条件为真。	（A <= B）为真。

1.3 位运算符

假设：整数变量A的值为60，变量B的值为13

操作符	描述	例子
＆	如果相对应位都是1，则结果为1，否则为0	（A＆B），得到12，即0000 1100
|	如果相对应位都是0，则结果为0，否则为1	（A | B）得到61，即 0011 1101
^	如果相对应位值相同，则结果为0，否则为1	（A ^ B）得到49，即 0011 0001
~	按位取反运算符翻转操作数的每一位，即0变成1，1变成0。	（~A）得到-61，即1100 0011
<<	按位左移运算符。左操作数按位左移右操作数指定的位数。	A << 2得到240，即 1111 0000
>>	按位右移运算符。左操作数按位右移右操作数指定的位数。	A >> 2得到15即 1111
>>>	按位右移补零操作符。左操作数的值按右操作数指定的位数右移，移动得到的空位以零填充。	A>>>2得到15即0000 1111

1.4 逻辑运算符

假设：布尔变量A为真，变量B为假

操作符	描述	例子
&&	称为逻辑与运算符。当且仅当两个操作数都为真，条件才为真。	(A && B)为假。
| |	称为逻辑或操作符。如果任何两个操作数任何一个为真，条件为真。	(A | | B)为真。
！	称为逻辑非运算符。用来反转操作数的逻辑状态。如果条件为true，则逻辑非运算符将得到false。	!(A && B)为真。

补充：
逻辑运算符包含短路逻辑运算，即左边条件如果成立，则表示该语句条件“成立”，不继续执行后续判断。

1.5 三元运算符

三元运算符，又称条件运算符。

格式如下：

# ?前为表达式，如果表达式返回结果为true，则x赋值为:前的值，false则x赋值为:后的值
variable x = (expression) ? value if true : value if false

# eg

int age = 23;

String name = (age == 23) ? "bboyhan": "BBOYHAN";

System.out.println(name);

1.6 运算转换

Java规定，在执行数据的操作运算，必须是同一数据类型。如整型只能和整型进行+操作，我们知道了Java的8大基本数据类型定义了不同数值范围的数据。Java定义了若干使用于表达式的类型提升规则。

1. byte、short、char类型的数据在进行运算时将自动转化为int类型；
2. 如果其中一个操作数是float类型，另一个将转换为float类型；
3. 如果其中一个操作数是long类型，另一个将转换为long类型；
4. boolean类型与其他基本类型不能进行类型的转换（既不能进行自动类型的提升，也不能强制类型转换），否则，将编译出错。

在运算过程中，由低字节向高字节自动转换（正向过程）,Java会自行处理。

但由高字节需要向低字节转换(逆向过程)，需要使用强制转换(可能丢失精度)。需要注意的一点是：在强制类型转换中目标类型和源类型变量的类型始终没有发生改变。

int a=(int)3.14;

提问：float类型能否与long类型进行自动转换？

答：能，float能表示的数的范围比long大，一个long型数可以转为float型。

1. long类型，取值范围是-2^63 --> 2^63-1(-9 223 372 036 854 775 808 ~ 9 223 372 036 854 775 807)
2. float类型，取值范围是2^(-149) --> (2-2^(-23))*2127,也就是Float.MIN_VALUE和Float.MAX_VALUE

任何一个long类型的数字都可以使用float类型的表示方法来表示。但是，由于float有精度限制，所以在转换的过程中有可能丢失精度

float内存存储原理

在IEEE标准754中，float浮点数分为三部分组成：

1. 符号位（S）,0表示正数，1表示负数。翻转该位的值会翻转该数字的符号。
2. 指数位（E）,指数字段需要表示正指数和负指数。
3. 尾部（F）,也被称为有效数，代表数字的精度的位。

	Sign	Exponent	Fraction
单精度,Single Precision	1 [31]	8 [30–23]	[22–00]
双精度,Double Precision	1 [63]	11 [62–52]	52 [51–00]

Laid out as bits, floating point numbers look like this:

Single: SEEEEEEE EFFFFFFF FFFFFFFF FFFFFFFF

Double: SEEEEEEE EEEEFFFF FFFFFFFF FFFFFFFF FFFFFFFF FFFFFFFF FFFFFFFF FFFFFFFF

2、流程控制

现实生活中，不论是日常事务还是生产工序，都会按照特定的流程进行运转。在Java当中，同样地可以通过特定的语句进行相应的流程控制。

2.1 分支语句

（一）if else

if…else…语句，布尔表达式的值为true时，执行if代码块，为false时，执行else代码块。

if(布尔表达式){
    //...
}else{
    //...
}

int x = 1;
if(x == 1){
    System.out.println("x 等于 1，执行这句")
}else{
    System.out.println("x 不等于 1，执行这句")
}

多个条件的情况，可以在中间插入 else if(布尔表达式)。

int x = 1;
if(x < 1){
    System.out.println("x 小于 1，执行这句")
}else if (x == 1){
    System.out.println("x 等于 1，执行这句")
}else{
    System.out.println("否则，执行这句")
}

（二）switch

switch case 语句判断一个变量与一系列值中某个值是否相等，每个值称为一个分支。

switch(expression){
    case value :
       //代码
       break; //可选，不写相当于会继续执行下方的case判断
    case value :
       //代码
       break; //可选
    //你可以有任意数量的case语句
    default : //可选
       //...
}

int age = 23;

switch(age){
    case 18 :
       System.out.println("age 等于 18，执行，有break，结束")
       break;
    case 23 :
       System.out.println("age 等于 23，执行")
       //break; //没break，继续往下执行 
    default : 
       System.out.println("其它情况，执行")
}

switch 语句中的变量类型可以是： byte、short、int、char、String、Enum类型，同时 case 标签必须为字符串常量或字面量。

2.2 循环语句

（一）while、do…while

while( 布尔表达式 ) {
    //...
}

# eg

int x = 10;
while( x < 20 ) {
    System.out.print("value of x : " + x );
    x++;
    System.out.print("\n");
}

do {
    //...
}while( 布尔表达式 );

# eg

int x = 10;
 
do{
    System.out.print("value of x : " + x );
    x++;
    System.out.print("\n");
}while( x < 20 );

（二）for

形式一：

for(初始化; 布尔表达式; 更新) {
    //...
}

# eg

int[] intList = {1， 2， 3， 4};

//遍历
for (int j = 0; j < intList.length; j++) {
    int i = intList[j];
    System.out.println(i);
}

形式二：

# for (循环变量类型 循环变量名称 : 要被遍历的对象)  循环体

/* 建立一个数组 */
int[] intList = {1， 2， 3， 4};

/* 开始遍历 */
for (int i : intList) {
    System.out.println(i);
}
 

2.3 流程跳转

语句	说明
break	终止循环
continue	跳过本次（当前）循环
return	退出本方法，跳至上层调用方法

# eg

int[] intList = {1， 2， 3， 4};

//遍历
for (int j = 0; j < intList.length; j++) {
    int i = intList[j];
    if(i == 1){
        continue; //跳出本次循环，不打印1
    }
    System.out.println(i);
}

# eg

int[] intList = {1， 2， 3， 4};

//遍历
for (int j = 0; j < intList.length; j++) {
    int i = intList[j];
    if(i == 2){
        break; //终止循环，不再执行
    }
    System.out.println(i);
}

# 扩展

int[] intList = {1， 2， 3， 4};

//遍历
A:for (int j = 0; j < intList.length; j++) {
    int i = intList[j];
    if(i == 2){
        break A; //跳至A，A可任意命名
    }
    System.out.println(i);
}