10 ＞ 20 && 10 / 0 == 0等于串联小灯泡?---JAVA运算符

水深无声 2024-03-26 18:59 10阅读 0赞

## 系列文章目录 ##

[你真的知道怎样用java敲出Hello World吗？—初识JAVA][java_Hello World_JAVA]  
[你知道为什么会划分数据类型吗?—JAVA数据类型与变量][JAVA]

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#### 文章目录 ####

*  系列文章目录
 *  前言
 *  1.什么是运算符?
 *   *  1.1算术运算符
     *   *  1.1.1加减乘除模(+ - \* / %)
         *  1.1.2增量运算符 += -= \*= %=
         *  1.2.3自增/自减运算符 ++ --
     *  1.2关系运算符 == != < > <= >=
     *  1.3逻辑运算符(重点)
     *   *  1.3.1 逻辑与 &&
         *  1.3. 2 逻辑 ||
         *  1.3. 3 逻辑非 !
         *  1.3. 4 短路求值
     *  1.4位运算符
     *   *  1. 4.1按位与 &
         *  1.4.2 按位或 |
         *  1.4.3. 按位取反 ~
         *  1.4.4按位异或 ^
     *  1.5移位运算
     *   *  1.5.1左移 <<
         *  1.5.2右移 >>
         *  1.5.3无符号右移 >>>
     *  1.6条件运算符:
     *  1.7运算符的优先级

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## 前言 ##

在前面的文章中我们了解了JAVA中的变量,变量与运算符构成表达式语句,表达式可以用在我们程序的逻辑控制当中.

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## 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。

### 1.1算术运算符 ###

基本四则运算符：

#### 1.1.1加减乘除模(+ - \* / %) ####

*  加减乘除模(+ - \* / %)都是二元运算符，使用时必须要有左右两个操作数,如下:

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

*  int / int 结果还是int类型，而且会向下取整,小数点之后全部舍弃掉了. 如下图长方形中所示.  
    如果要得到数学中的结果，可以使用如下方法:

int a = 10;
    int b = 3;
    double d = a*1.0 / b;
    System.out.println(d);

*  和C语言的确是不一样的是,C语言中的%运算符两边的操作数是决不能出现浮点数的.而在JAVA中%运算符两边的操作数是可以有浮点数的,**%操作符两边可以是不同类型**.所以%不仅可以对整型进行取模，也可以对double类型进行取模。但是没有意义，一般都是对整型取模的.如下图圆圈中所示.  
    ![/和%经常可能出错的运算][6e807b696ff8429cafa1968abb0d883c.png]  
    对double类型进行取模没有意义  
    ![对double类型取模，但是没有意义][double]
 *  做除法和取模时，右操作数不能为0

![做除法和取模时，右操作数不能为0][0]  
ArithmeticException:算数异常

*  两侧操作数类型不一致时，向类型大的提升

![6d29538697d94fd78739e3b5d1247094.png][]

#### 1.1.2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。

*  自增/自减运算符 ++ –

int a = 1;
            a += 2; // 相当于 a = a + 2
            System.out.println(a); // 输出3
            a -= 1; // 相当于 a = a - 1
            System.out.println(a); // 输出2
            a *= 3; // 相当于 a = a * 3
            System.out.println(a); // 输出6
            a /= 3; // 相当于 a = a / 3
            System.out.println(a); // 输出2
            a %= 3; // 相当于 a = a % 2
            System.out.println(a); // 输出2

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

*  \+= -= \*= %= 会自动帮助我们进行类型转换  
    如果不用自增运算符会报错![bd6fa47eb1894eae8d2e6d3db677ec68.png][]

自增运算符自动类型转换  
![f0622c3bab1b46f7adb75ab7ca26368e.png][]

#### 1.2.3自增/自减运算符 ++ – ####

*  如果单独使用，【前置++】和【后置++】没有任何区别  
    ![在这里插入图片描述][6116efda1be84c90b92b357b44d765f8.png]  
    ![在这里插入图片描述][4ab99bbd0e324a118d683c368ad4117e.png]
 *  如果混合使用，【前置++】先+1，然后使用变量+1之后的值，即**先+1再使用**.【后置++】先使用变量原来的值，表达式结束时给变量+1,即**先使用再+1**.  
    ![在这里插入图片描述][4fb1b4be27b249ba89fa5fca1e6e9584.png]

![97616fea21904516b6b3bdfb81b34886.png][]

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

*  注意与C语言不同的情况,如下图中的代码,JAVA有自己的处理方式:  
    ![在这里插入图片描述][1498e33f4a5e4f25b6f36879a2c22af0.png]  
    JAVA中取数值和赋值的方式、流程不一样.详细分析将在以后的章节给出,敬请期待.
 *  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

### 1.2关系运算符 == != < > <= >= ###

*  在JAVA中,关系运算符是有结果的,结果只可能是true或false, 即boolean类型.

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

*  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

### 1.3逻辑运算符(重点) ###

#### 1.3.1 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，并且带有学生证才可以享受半票。  
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。**一假即假**

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

#### 1.3. 2 逻辑 || ####

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。

左右表达式至少有一个位真，则结果为真。**一真即真**

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

#### 1.3. 3 逻辑非 ! ####

语法规则：! 表达式  
真变假，假变真。

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

#### 1.3. 4 短路求值 ####

&& 和 || 遵守短路求值的规则:  
我们可以类比我们初中学过的电路知识，如下图，&&和||构成的语句相当于一条串联小灯泡电路，当与电源正极相连的第一个小灯泡坏了(&&语句第一个条件为假,||语句第一个条件为真)，无论后面的小灯泡是好是坏(后面的语句是真是假)其他的小灯泡都不会亮(其他语句都不会执行)。  
![03dc92be2d02413095a70a9936f9f287.png][]

System.out.println(10 > 20 && 10 / 0 == 0); // 打印 false
    System.out.println(10 < 20 || 10 / 0 == 0); // 打印 true

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.  
这是因为:  
对于 && , 如果左侧表达式值为 false, 则表达式结果一定是 false, **一假即假**无需计算右侧表达式.  
对于 ||, 如果左侧表达式值为 true, 则表达式结果一定是 true, **一真即真**无需计算右侧表达式.  
& 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

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

### 1.4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(0或1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. 4.1按位与 & ####

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.**全1即为1**

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

进行按位运算, 需要先把 10 和 20 转成二进制, 分别为 1010 和 10100  
![68a233e9249249fd8bc7ee6663c3a808.png][]

#### 1.4.2 按位或 | ####

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.**全0则为0**

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

运算方式和按位于类似.  
![在这里插入图片描述][416f12955c9e4d6597150afff398329d.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.

#### 1.4.3. 按位取反 ~ ####

如果该位为 0 则转为 1, 如果该位为 1 则转为 0.**1为0 0为1**

int a = 0xf;
    System.out.printf("%x\n", ~a)

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

#### 1.4.4按位异或 ^ ####

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. **同为0异为1**  
我们可以把数字看成小球,左移左边的小球掉落,右边补0.右移左边的小球掉落,左边符号位.

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

注意：如果两个数相同，则异或的结果为0

### 1.5移位运算 ###

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。

#### 1.5.1左移 << ####

左移 <<: 最左侧位不要了, 最右侧补 0.

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.

#### 1.5.2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

#### 1.5.3无符号右移 >>> ####

无符号右移是C语言中没有的, **最右侧位不要了, 最左侧无论是正数还是负数都补 0**.>>>: 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

注意:

*  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.
 *  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.
 *  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.
 *  移动负数位或者移位位数过大都没有意义.

### 1.6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.

// 求两个整数的最大值
    int a = 10;
    int b = 20;
    int max = a > b ? a : b;

注意：

*  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

int a = 10;
    int b = 20;
    int c = a > b? 1 : 2.0;

*  表达式不能单独存在，其产生的结果必须要被使用。即**条件运算符的结果必须被赋值给一个变量.**

int a = 10;
    int b = 20;
    a > b? a : b; // 报错：Error:(15, 14) java: 不是语句
    int c = a > b ? a : b ;//正确

### 1.7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。  
// 求a和b的平均值

int a = 10;
    int b = 20;
    int c = a + (b - a) >> 1;
    System.out.println(c);

上述表达式中，由于 + 的优先级要高于 >> , 因此a先和b-a的结果做加法，整体为20，最后再进行右移，因此结果为10。  
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

// 求a和b的平均值
    int a = 10;
    int b = 20;
    int c = a + ((b - a) >> 1);
    System.out.println(c);

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[java_Hello World_JAVA]: http://t.csdn.cn/tWcZC
[JAVA]: http://t.csdn.cn/6FQoC
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[double]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/26/b481dbe1bc72442392a9c3d10bb239ac.png
[0]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/26/15341eb4620c41adaf7e7b1cce968fd2.png
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