【JAVASE】运算符

左手的ㄟ右手 2024-04-23 20:25 53阅读 0赞

> ⭐ 作者：小胡\_不糊涂  
> ? 作者主页：[小胡\_不糊涂的个人主页][Link 1]  
> ? 收录专栏：[浅谈Java][Java]  
> ? 持续更文，关注博主少走弯路，谢谢大家支持 ?

#### 运算符 ####

*  1. 什么是运算符
 *  2. 算术运算符
 *  3. 关系运算符
 *  4. 逻辑运算符
 *  5. 位运算符
 *  6. 移位运算符
 *  7. 条件运算符
 *  8. 运算符的优先级

## 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。

## 2. 算术运算符 ##

**1. 基本四则运算符：加减乘除模(+ - \* / %)**

int a = 20;
    int b = 10;
    System.out.println(a + b); 
    System.out.println(a - b); 
    System.out.println(a * b); 
    System.out.println(a / b);
    System.out.println(a % b); // % 模运算相当于数学中除法的余数

*运行结果：*

![在这里插入图片描述][86bac3dda6b94b9cb9ffff3c96097b4e.png]

注：

*  上述都是二元运算符，使用时必须要有左右两个操作数

int / int 结果还是int类型，而且会向下取整  
请看这段代码：

int a = 3;
    int b = 2;
    System.out.println(a / b);

*运行结果：*

![在这里插入图片描述][253d086bbd974ad299f7b06998773e1d.png]  
有些人可能会好奇，3/2 应该是 1.5 ，这里的输出结果为什么是 1 ，这是因为 int / int 结果还是int类型，而且会向下取整，即小数点之后全部舍弃掉了。

如果要得到 1.5 ，应该这样修改：

![在这里插入图片描述][eda681166e624cfd98d62f87c3eccb6c.png]

在做除法和取模时，右操作数不能为0

例如：

int a = 1;
    int b = 0;
    System.out.println(a / b)

*运行结果：*

![在这里插入图片描述][e392471a279f4b98ade869f99b93bd8b.png]

% 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

System.out.println(11.5 % 2.0)

![在这里插入图片描述][65c7d8fcce2b46979d53aec033ae5cf1.png]

我们已经知道这些运算符的运算规则了，看看下面计算，你能做对吗？

System.out.println(5/2);
    System.out.println((float)5/2);
    System.out.println(5/(float)2);
    System.out.println((float)(5/2));
    
    System.out.println(10%3);
    System.out.println(-10%3);
    System.out.println(10%-3);
    System.out.println(-10%-3);

答案 ↓ ：  
![在这里插入图片描述][7d3833efe77a4a2c8cca0a3a089fb620.png]

当两侧操作数类型不一致时，会向类型大的提升

System.out.println(1+0.2);

这里 + 的左侧是 int ，右侧是 double ，在加之前 int 会被提升为 double ，所以输出结果是 **1.2**

\**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。

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

`只有变量才能使用该运算符，常量不能使用。`

**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

![在这里插入图片描述][379126af98504d58ac528cc303cae5fb.png]

注：

*  如果单独使用，【前置++】和【后置++】没有任何区别
 *  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
 *  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

## 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 。

例如：

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); 
    System.out.println(a != b); 
    System.out.println(a < b); 
    System.out.println(a > b); 
    System.out.println(a <= b); 
    System.out.println(a >= b);

*运行结果：*

![在这里插入图片描述][f1698792f7904b2da85b1cd5b71c15c0.png]  
注：  
当需要多次判断时，不能连着写，比如：3 < a < 5，需要用到下面的逻辑运算符 3<a && a<5

## 4. 逻辑运算符 ##

逻辑运算符主要有三个: && || ! ，运算结果都是 boolean 类型（false 或 true）。

**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。  
> 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。

例如：

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

*运行结果：*

![在这里插入图片描述][8afa10aa344049bc92d712ce097a5382.png]  
**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。  
> 左右表达式至少有一个位真，则结果为真。

例如：

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

*运行结果：*

![在这里插入图片描述][cc662f9c4ca94890af06b3798ec34b64.png]  
**3. 逻辑非 !**

> 语法规则：! 表达式  
> 真变假，假变真

例如：

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

*运行结果：*

![在这里插入图片描述][03618193abf24000a3c82c236b64a9e2.png]

**4. 短路求值**  
&& 和 || 遵守短路求值的规则。

例如：

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，只判断了 10<20。

注：

*  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。
 *  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。
 *  & 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。

## 5. 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 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. 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**

例如：

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

进行按位运算，要先把 10 和 20 转成二进制，分别为 1010 和 10100，计算过程如下图：

![在这里插入图片描述][3fcab5a41b304bff9829febd4887b1b1.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**

运算方式和按位与类似，如下图所示：

![在这里插入图片描述][67d55d0fdee14c2eb848b1bd4c24ac7d.png]

注：

*  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**  
    例如：

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

图解：int 型占 4 字节，1 字节 = 8 比特位，总共 32 个比特位

![在这里插入图片描述][53a5305d7f1f4f289266636f234638c8.png]

*运行结果：*

![在这里插入图片描述][1a180917732e41f89ad67ff146714fd9.png]

注：

*  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。

**4. 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**  
例如：

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

图解：  
![在这里插入图片描述][17d4560609384289898110ea4e92c5f0.png]  
*运行结果：*

![在这里插入图片描述][c13a39aebcd7474b93b15f8c83283b99.png]

## 6. 移位运算符 ##

**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 \*\*  
例如：

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

图解：

![在这里插入图片描述][9d8cac5b80f1488a9e59c1170e608dda.png]

*运行结果：*

![在这里插入图片描述][fb7c98c8e276445bbedc1ea3330f3f6e.png]  
`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)**  
例如：

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

图解：

![在这里插入图片描述][ff508938528c4a60986c43222e0ab233.png]

*运行结果：*

![在这里插入图片描述][4ae49476961c44d4b9c3a9a9b6291dc5.png]

**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：*

![在这里插入图片描述][d7d39d29b66e44f59f42164ffb62dde8.png]

注：

*  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

## 7. 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

例如：求两个整数的最大值

int a = 10;
    int b = 20;
    int max = a > b ? a : b;
    System.out.println(max);

*运行结果：*

![在这里插入图片描述][2b74761e1a194974979d9d01bbd9302e.png]

注：

*  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
 *  表达式不能单独存在，其产生的结果必须要被使用

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

## 8. 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 - 。

观察下段代码是否正确：

// 求a和b的平均值
    int a = 10;
    int b = 20;
    int c = a + (b - a) >> 1;//右移一位相当于 /2
    System.out.println(c);

*运行结果：*

![在这里插入图片描述][c203cd5abef34c7cb310fee6ceb2f936.png]  
为什么结果和我们想的不一样？

这是因为在上述表达式中，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 。

为了不被优先级干扰，我们可以在恰当的位置加上括号：

int a = 10;
    int b = 20;
    int c = a +( (b - a) >> 1 );//右移一位相当于 /2
    System.out.println(c);

*运行结果：*

![在这里插入图片描述][a999d156ba4b4fbebe1f2624770ed4f9.png]

--------------------

![在这里插入图片描述][a4b3b719c9054882b8698177e8b723c3.png]

[Link 1]: https://blog.csdn.net/iLoyo_?type=blog
[Java]: https://blog.csdn.net/iloyo_/category_12388822.html?spm=1001.2014.3001.5482
[86bac3dda6b94b9cb9ffff3c96097b4e.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/23/840fed5dedc4432f89f95e29eed77e3c.png
[253d086bbd974ad299f7b06998773e1d.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/23/41b59a6b20d34ee9836d428038b36cbe.png
[eda681166e624cfd98d62f87c3eccb6c.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/23/b0cff79895504f9cb2df07ecac2ca5c7.png
[e392471a279f4b98ade869f99b93bd8b.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/23/4573ee6737694972b57c075c04758cca.png
[65c7d8fcce2b46979d53aec033ae5cf1.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/23/c918153579764c609d3bf1e0538ae3ed.png
[7d3833efe77a4a2c8cca0a3a089fb620.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/23/0992564788264a21b72f0ed77bd30ade.png
[379126af98504d58ac528cc303cae5fb.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/23/c26b18c0db4241ed9024cdcd7008b723.png
[f1698792f7904b2da85b1cd5b71c15c0.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/23/f7ecb99503f549f4be20196daf22880f.png
[8afa10aa344049bc92d712ce097a5382.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/23/897bcbc44e8e4ec2b9f358f6e0d78add.png
[cc662f9c4ca94890af06b3798ec34b64.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/23/d62993bad000413d8a3ae9a618c694a7.png
[03618193abf24000a3c82c236b64a9e2.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/23/54e171f02e75492fb7d7bdb7e1ef017d.png
[3fcab5a41b304bff9829febd4887b1b1.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/23/5f9c918d562d464887e9af0998439032.png
[67d55d0fdee14c2eb848b1bd4c24ac7d.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/23/2c89b3ca5db6436ebc63f0da024e0681.png
[53a5305d7f1f4f289266636f234638c8.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/23/b1873396fee94366a22667aff9f806fc.png
[1a180917732e41f89ad67ff146714fd9.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/23/a69e36daa4254e8a9ebb061b48917a19.png
[17d4560609384289898110ea4e92c5f0.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/23/76c3b8bf674045258c6b5cc340a132c3.png
[c13a39aebcd7474b93b15f8c83283b99.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/23/8ec9d7b51ef9439a889388042ef7cdeb.png
[9d8cac5b80f1488a9e59c1170e608dda.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/23/a5945ccf43254ffba16e7edd3da59b41.png
[fb7c98c8e276445bbedc1ea3330f3f6e.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/23/40ffd7eccc66460fb14f0eecafb9d5ab.png
[ff508938528c4a60986c43222e0ab233.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/23/569d17b8b0db4bceb1d6568d4fe96641.png
[4ae49476961c44d4b9c3a9a9b6291dc5.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/23/ce5127f58d234d67b3badee2f89e99a6.png
[d7d39d29b66e44f59f42164ffb62dde8.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/23/29f284026ecd4fc9a8955d532af2c0a8.png
[2b74761e1a194974979d9d01bbd9302e.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/23/a447e4b8f3154f3eb0913cb294624c2b.png
[c203cd5abef34c7cb310fee6ceb2f936.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/23/a1d2a54b97524f5cbc6c145538e82459.png
[a999d156ba4b4fbebe1f2624770ed4f9.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/23/6ba2fb10d88f428da39d5c9695ec9cb8.png
[a4b3b719c9054882b8698177e8b723c3.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/23/f696417be0df4caa88d68bdd281cc0d1.png