【JavaSE语法】运算符

布满荆棘的人生 2024-02-20 09:14 19阅读 0赞

### 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，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  
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

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### 二、 算术运算符 ###

#### 1. 基本四则运算符：加减乘除模(+ - \* / %) ####

System.out.println(11.5 % 2.0);
    
    // 运行结果
    1.5

**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)做除法和取模时，右操作数不能为0

(3)% 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

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#### 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

**注意：**只有变量才能使用该运算符，常量不能使用

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#### 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++ 表示给a的值加1，此时a的值为2
    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++ 表示给a的值加1
    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：**

(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

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#### 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;
    // 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
    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**：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

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#### 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(true/false)

##### (1) 逻辑与 &&(只要有1个为假，整个表达式就为假） #####

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

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 > 100); // 左为真 但 右为假 则结果为假
    System.out.println(a > 100 && b == 2); // 左为假 但 右为真 则结果为假
    System.out.println(a > 100 && b > 100); // 左为假 且 右为假 则结果为假

**短路与&&：只要表达式1为假，就不会执行表达式2**

> eg：
> 
> **System.out.println((10>20)&&(10/0==0)) //打印false**
> 
> 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

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##### (2)逻辑 ||(至少1个为真，整个表达式才为真） #####

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

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 > 100); // 左为真 但 右为假 则结果也为真
    System.out.println(a > 100 || b == 2); // 左为假 但 右为真 则结果也为真
    System.out.println(a > 100 || b > 100); // 左为假 且 右为假 则结果为假

**短路或||：只要一个表达式为真，就不会执行表达式2**

> eg：
> 
> **System.out.println((10<20)&&(10/0==0))** **//打印true**
> 
> 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

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##### (3) 逻辑非 !（真变假，假变真） #####

语法规则：! 表达式

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

注意：

**在Java中int a=10；if（！a）是不允许的 （除非a为布尔类型的true/false)**

语法规则：! 表达式中的表达式一定是布尔类型

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##### （4）短路求值 #####

&& 和 || 遵守短路求值的规则

注意：

**& 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**

但是不建议这样写

System.out.println(10 > 20 & 10 / 0 == 0); // 程序抛出异常
    System.out.println(10 < 20 | 10 / 0 == 0); // 程序抛出异常

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#### 5. 位运算符（操作二进制位） ####

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

##### (1)按位与 &:同1为 1, 否则为 0 #####

int a = 10;    //1010
    int b = 20;    //10100
    System.out.println(a & b);    //0

##### (2) 按位或 |: 有1则1，否则为0 #####

int a = 10;
    int b = 20;
    
    System.out.println(a | b);

**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)

> **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)按位异或 ^: 同为0，异为1 #####

int a = 0x1;
    int b = 0x2;
    System.out.printf("%x\n", a ^ b);

类似于**找不同**， 不同就圈起来，标记为1，相同就不用操作，为0

> **n ^ n = 0 （一个数和本身异或为0）**
> 
> **0 ^ n = n (0和一个数异或为这个数）**

应用：找单身狗：1 2 3 2 1（找出出现一次的数）

每个数异或，最后得到的结果就是单身狗（异或运算是符合交换律的）

1^1=0, 2^2=0, 3^0=3

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#### **6. 移位运算(了解)（对补码操作）** ####

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.（相当于\*2) #####

int a = 0x10;
    System.out.printf("%x\n", a << 1);
    // 运行结果(注意, 是按十六进制打印的)
    20

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

##### (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) #####

int a = 0x10;
    System.out.printf("%x\n", a >> 1);
    // 运行结果(注意, 是按十六进制打印的)
    8 
    int b = 0xffff0000;
    System.out.printf("%x\n", b >> 1);
    // 运行结果(注意, 是按十六进制打印的)
    ffff8000

对于正数>>，就相当于/2

对于负数就不一定了

eg：-1（int）>>1得到的还是-1（负数补符号位）（补码进行移位操作）

##### (3) **无符号右移 >>>**: 最右侧位不要了, 最左侧补 0 #####

int a = 0xffffffff;
    System.out.printf("%x\n", a >>> 1);
    // 运行结果(注意, 是按十六进制打印的)
    7fffffff

如果a是**byte进行移位操作，会先整形提升为int类型**（因为移位的位数是int类型）

\-1（int）>>>1:得到的是2的31次方-1

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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)正数右移 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.