【JavaSE】JavaSE之运算符详解

太过爱你忘了你带给我的痛 2023-09-29 17:11 57阅读 0赞

#### JavaSE运算符详解 ####

*  一.什么是运算符
 *  二.算术运算符
 *  三.关系运算符
 *  四.逻辑运算符(重点)
 *  五.位运算符
 *  六.移位运算(了解)
 *  七.条件运算符
 *  八.运算符的优先级

## 一.什么是运算符 ##

计算机的最基本的用途之一就是执行数学运算，和数学一样，比如+ 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。

## 二.算术运算符 ##

1.  基本四则运算符：加减乘除模(**+ - \* / %**)  
    ![在这里插入图片描述][9c686d89cad74c5581022370b6850e0f.png]  
    在Java中，被除数不能为0。Java里面 把程序在运行(编译)的过程当中，产生的不正常的行为，叫做异常！！！(有很多种异常)  
    例如下面：  
    ![在这里插入图片描述][4a3cd7a0b0ac40c0843116861ded0e1d.png]  
    ![在这里插入图片描述][b5429297d554409a811efeac7b25ad7c.png]  
    此处展示了算术异常，被除数不能为0  
    注意：  
    1.都是二元运算符，使用时必须要有**左右两个操作数**  
    2.int / int 结果还是int类型，而且会向下取整(如若得数是小数，想接收它，那么可以创建一个double类型的变量来接收它)  
    3.做除法和取模时，右操作数不能为0(也就是被**除数不能为0**)  
    4.% 不仅可以对整形取模，也可以对double类型取模，但是没有意义，一般都是对整形取模的  
    5.**两侧操作数类型不一致时，向类型大的提升**
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。  
    ![在这里插入图片描述][19e2e274097a439ba6b524cf71c2d0a5.png]  
    注意：  
    1.只有**变量**才能使用该运算符，常量不能使用。  
    2.此操作符还有一重要特点，就是**在计算的过程中自动进行强制类型转换了**，在进行不同类型之间的计算时，可以**不需要我们转换**，但是换成一般的计算式就需要强制类型转换。  
    3.自增/自减运算符 ++ –  
    **++是给变量的值+1，–是给变量的值-1。**  
    ![在这里插入图片描述][4b48678ae1ae4b1d8ce0e4612f9a2159.png]  
    此处代码展示了后置++和前置++的区别，后置–和前置–也是一样，所以就不用列举那么多代码。  
    注意：  
    1.如果单独使用，【前置++】和【后置++】没有任何区别  
    2.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  
    3.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

## 三.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 。  
![在这里插入图片描述][fdc41344423c489c92f66c4a2fd52089.png]  
此处判断符号和数学没什么差别，判断结果只有两种( true 或者 false )  
注意：  
1.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

## 四.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。

1.  逻辑与 ：&&（短路与）  
    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。  
    ![在这里插入图片描述][b340b18066d348889264cd557f00fb31.png]  
    **值得注意的是两边都得是布尔表达式**！！！当第一个布尔表达式是假的时候，后面的布尔表达式就不会执行了。且两个表达式都为真，结果才是真，**只要有一个是假，结果就是假**。  
    代码演示：  
    ![在这里插入图片描述][f22a226370e347fc9f869710dcfa3187.png]
2.  逻辑或： ||（短路或）  
    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。  
    只要布尔表达式**有一个为真，那整个表达式就为真**。布尔表达式1为真则不执行布尔表达式2，布尔表达式1为假则会继续执行布尔表达式2。  
    代码演示：  
    ![在这里插入图片描述][47a11c93acfc4b6b84e11a2e6be3ec96.png]
3.  逻辑非 !  
    语法规则：! 布尔表达式（**一定是布尔表达式**）  
    **真变假，假变真**。  
    ![在这里插入图片描述][72c933b19205471e8f43d8aa5fdbf83c.png]  
    代码演示：  
    ![在这里插入图片描述][613c7cfb348b4745a255c7e198119fb9.png]
4.  短路求值  
    && 和 || 遵守短路求值的规则.  
    ![在这里插入图片描述][f348d9ae5a08482c8f296b28c64704cf.png]  
    我们都知道, 计算 10 / 0 会导致程序抛出异常. 但是上面的代码却能正常运行, 说明 10 / 0 并没有真正被求值.（此处展示了他们俩的短路求值规则）  
    注意:  
    1.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.  
    2.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.  
    3.& 和 | 如果表达式结果为 boolean 时, 也表示逻辑运算. 但与 && || 相比, 它们不支持短路求值（这两个表达式不是布尔表达式，那么他们代表的就是位运算）

## 五.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。  
此处介绍一下储存单位大小：  
**bit byte kb mb gb tb pb**  
在这些单位里面，只有比特位(bit)和字节(byte)之间的进制是8，其余俩俩之间进制都是1024，按照我给的排名储存单位从小到大。  
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

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**.  
    展示例子：  
    ![在这里插入图片描述][0357c5ada05645978d6806347fa4585a.png]  
    进行按位运算, 需要先把 10 和 20 转成二进制, 分别为 1010 和 10100。计算过程如下：  
    ![在这里插入图片描述][b314f76f2b9946eaaf98a19210918530.png]
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**.  
    展示例子：  
    ![在这里插入图片描述][9628921269aa4185947f7af20c775991.png]  
    进行按位运算, 需要先把 10 和 20 转成二进制, 分别为 1010 和 10100。计算过程如下：  
    ![在这里插入图片描述][899089088a014e71ad05d1c5657eb960.png]  
    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.
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**.  
    展示例子：  
    ![在这里插入图片描述][7bf0e80165d84b92bee6a3fcd00ad4f0.png]  
    0x1是十六进制表示1*16^0 = 1,0x2是十六进制表示2*16^0 = 2。所以根据按位异或的结果，相同为0，相异为1，算出来二进制最后两位都为一，所以等于三。
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**.  
    展示例子：  
    ![在这里插入图片描述][bcee6cbe967240f6944ab4753c10431f.png]  
    输出结果：  
    ![在这里插入图片描述][e0cacfbf141e4e6da04629ffa34f3dc6.png]  
    注意:  
    1.0x 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.  
    2.0xf 表示 10 进制的 15, 也就是二进制的 1111  
    3.printf 能够格式化输出内容, %x 表示按照十六进制输出.  
    4.\\n 表示换行符

## 六.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.  
    展示例子：  
    ![在这里插入图片描述][53bed975a95d449696af417ef532d3a2.png]  
    可以看出来左移相当于**乘法**  
    注意：向左移位时，丢弃的是符号位，因此**正数左移可能会变成负数**。
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)  
    展示例子：  
    ![在这里插入图片描述][6dbbc3a243ed4312b3eb02166ec5256f.png]  
    可以看出来右移相当于**除法** 右移**补的是符号位**  
    注意：负数右移的话，结果是偏向小的整数结果，和除法此处有点略微不同。
3.  无符号右移 >>>: 最右侧位不要了, 最左侧补 0.  
    展示例子：  
    ![在这里插入图片描述][661765bccf104bc09de3aa7c0afd1619.png]  
    可以看出来不管你是正数还是负数 统统补0  
    注意：**没有无符号左移**，最右边没有符号位，所以此处注意！！  
    总结：  
    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.

## 七.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**  
如果表达式1为真，那么执行表达式2，否则执行表达式3。  
执行结果：**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**。要么返回表达式2的结果，要么返回表达式3的结果，所以此处必须定义一个变量来接收它。  
这是 Java 中唯一的一个 三目运算符, 是条件判断语句的简化写法  
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。(相当于定义一个变量去接收它)

## 八.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  
此处优先级我们不做多的了解，和一般数学计算差不多，能了解即可。

JavaSE的运算符就到此为止了，有没有觉得很简单呢，期望大家能和我一起进步，打牢基础知识，向更高的山峰攀登吧！！！

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