Java语言基础之运算符与表达式

一、算数运算符

（一）、算术运算符表

运算符		含义	举例	运算结果（a=8,b=6）
二元 运算符	+	加法	a+b	14
	-	减法	a-b	2
	*	乘法	a*b	48
	/	除法	a/b	1
	%	取余数	a%b	2
一元 运算符	++	自增1	b=(a++)*10	a=9;b=80
	--	自减1	b=(a--)*10	a=7;b=80

（二）、二元运算符：加减乘除模（+-*、%）

1、代码段

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

2、注意

（1）、都是二元运算符，使用时必须有左右两个操作数

（2）、int / int结果还是int类型，而且会向下取整（5 / 2=2）

int a = 3;
int b = 2; 
// 在数学中应该是1.5 但是在Java中输出结果为1 会向下取整，即小数点之后全部舍弃
System.out.println(a / b); 

// 如果要得到数学中的结果，可以用double类型来接收
double d = a / b;
System.out.println(d);

（3）、做除法和取模时，右操作数不能为0

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

 // 运行结果
Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero 
         at Test.main(Test.java:5)

（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

System.out.println(11.5 % 2.0); 

// 运行结果
1.5

（5）、两侧操作数类型不一致时，向类型大的提升

System.out.println(1+0.2); // +的左侧是int，右侧是double，在加之前int被提升为double 
                           // 故：输出1.2

（三）、一元运算符：自增、自减运算符

1、自增 / 自减运算符

（1）代码段

public static void main(String[] args) {

        int a=10;
        a++;//后置++
        System.out.println(a);//11
        int ret=a++;

        //先使用后加1
        System.out.println(a);   //ret:11 a:12
        System.out.println(ret);

        ++a;//前置++              //a:13
        System.out.println(a);

        //前置++：先加1  后使用
        ret =++a;                //a:14   ret:14
        System.out.println(a);
        System.out.println(ret);
    }
}

（2）为什么当a等于10时，a=a++输出还是10？

*代码段

public static void main(String[] args) {
        int a=10;
        a=a++;   //a:11
        System.out.println(a);   //实际输出：10
   }

*原因

 

（3）注意

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

二、关系运算符

1、代码段

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

 2、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

三、逻辑运算符

逻辑运算符主要有三个:&& || !，运算结果都是 boolean类型。

（一）、 逻辑与 &&

1、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。

2、表格

 3、代码段

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

（二）、逻辑 ||

1、语法规测

表达式1 || 表达式2，左右表达式必须是boolean类型的结果。

2、表格

表达式1	表达式2	结果
真	真	真
真	假	真
假	真	真
假	假	假

3、代码段

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

4、注意

左右表达式至少有一个位真，则结果为真

（三）、逻辑非 !

1、语法规则

! 表达式 真变假，假变真。

2、表格

表达式
真	假
假	真

 3、代码段

int a = 1;
System.out.println(!(a == 1)); // a == 1 为true，取个非就是
falseSystem.out.println(!(a != 1)); // a != 1 为false，取个非就是true

（四）、短路求值

1、规则

&& 和 || 遵守短路求值的规则.

2、代码段

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.

3、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.

四、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(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.

（一）、按位与 &

1、代码段

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

2、运算方式

 3、注意

（1）、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.

（2）、

（三）、  按位取反 ~

1、规则

如果该位为 0 则转为 1, 如果该位为 1 则转为 0

2、代码段

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

3、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.

（3）、\n 表示换行符

（四）、按位异或 ^

1、规则

 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.

2、代码段

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

3、注意

如果两个数相同，则异或的结果为0

五、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。

（一）、 左移 <<

1、规则

 最左侧位不要了, 最右侧补 0.

2、代码段

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

（二）、右移 >>

1、规则

最右侧位不要了, 最左侧补符号位(正数补0, 负数补1)

2、代码段

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

（三）、无符号右移 >>>

1、规则

最右侧位不要了, 最左侧补 0.

2、代码段

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

3、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）、 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.

六、条件运算符

1、规则

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.

2、代码段

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

3、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

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

（2）、 表达式不能单独存在，其产生的结果必须要被使用。

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

七、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。

1、代码段

// 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。

2、注意

（1）、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.

（2）、代码段

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