三【 java基础语法 】进制和运算符

本文介绍了Java中的进制转换,包括二进制、十进制、八进制和十六进制之间的转换,并详细讲解了各种运算符,如算术、赋值、比较、逻辑和位运算符的用法,以及运算符的优先级。重点讨论了负数的原码、反码和补码表示,以及算术运算符在处理负数取模和除法时的特性。

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01 关于进制

 

所有数字在计算机底层都以二进制形式存在 。

  • 对于整数,有四种表示方式:
    • 二进制  0,1 ,满 2 进 1. 以 0b 或 0B 开头。
    • 十进制 0-9 ,满 10 进 1 。
    • 八进制 0-7 ,满 8 进 1. 以数字 0 开头 表示。
    • 十六进制  0-9 及 A-F ,满 16 进 1. 以 0x 或 0X 开头 表示。此处的 A F 不区分大小写。
    • 如:0x21AF +1= 0X21B0

     

class BinaryTest{
    public static void main(String[] args){

        int num1 = 0b110;
        int num2 = 110;
        int num3 = 0127;
        int num4 = 0x110A;

        System.out.println("num1 = " + num1);
        System.out.println("num2 = " + num2);
        System.out.println("num3 = " + num3);
        System.out.println("num4 = " + num4);
    }
}

 1.1二进制转十进制

  • 二进制的整数有如下三种形式:
    • 原码 :直接将一个数值换成二进制数。最高位是符号位
    • 负数的反码 :是对原码按位取反,只是最高位(符号位)确定为 1 。
    • 负数的补码 :其反码加 1 。

  •  计算机以二进制 补码 的形式保存所有的整数。
    • 正数的原码、反码、补码都相同
    • 负数的补码是其反码 +1

1.2 进制转化

  • 二进制转成十进制乘以2的幂数
  • 十进制转成二进制除以2取余数的逆
  • 八进制转二进制:三个一位
  • 十六进制转二进制:四个一位

 02 运算符

运算符是一种特殊的符号,用以表示数据的运算、赋值和比较等。

  • 算术运算符
  • 赋值运算符
  • 比较运算符(关系运算符)
  • 逻辑运算符
  • 位运算符
  • 三元运算符

2.1 算数运算符

/*
1:算数运算符
+ - * / -- ++

 */

public class SignTest {
    public static void main(String[] args){
        // 除号: /
        int num1 = 12;
        int num2 = 5;
        int result1 = num1 / num2;
        System.out.println(result1); // 2

        int result2 = num1 / num2 * num2;
        System.out.println(result2); //10

        double result3 = num1 / num2;
        System.out.println(result3); // 2.0

        double result4 = num1 / (num2 + 0.0); //2.4
        double result5 = (double)num1 / num2; //2.4
        System.out.println(result4);
        System.out.println(result5);

        // 取余运算
        // 符号与被除数相同
        int m1 = 12;
        int n1 = 5;
        System.out.println("m1 % n1 = " + m1 % n1); // 2

        int m2 = -12;
        int n2 = 5;
        System.out.println("m2 % n2 = " + m2 % n2);// -2

        int m3 = 12;
        int n3 = -5;
        System.out.println("m3 % n3 = " + m3 % n3);// 2

        int m4 = -12;
        int n4 = -5;
        System.out.println("m4 % n4 = " + m4 % n4);// -2

        // (前)++ 先自增运算,后进行其他运算
        // (后)++ 先进行运算,后自增运算
        int a1 = 10;
        int b1 = ++a1;
        System.out.println("a1 =  " + a1 + ", b1 = " + b1); // 11 11

        int a2 = 10;
        int b2 = a2++;
        System.out.println("a2 =  " + a2 + ", b2 = " + b2);// 11 10
    }
}

算数运算符要注意的问题

  • 如果对负数取模,可以把模数负号忽略不记,如:5%-2=1。但被模数是负数则不可忽略。此外,取模运算的结果不一定总是整数。
  • 对于除号“/”,它的整数除和小数除是有区别的:整数之间做除法时,只保留整数部分而舍弃小数部分。例如:intx=3510;x=x/1000*1000; x的结果是? 3000
  • “+”除字符串相加功能外,还能把非字符串转换成字符串.例如:System.out.println(“5+5=”+5+5); //打印结果是?5+5=55 ?
/*
练习:随意给出一个三位数的整数,打印显是它的个位数,十位数,百位数的值。
格式如下:
数字xxx的情况如下:
个位数:
十位数:
百位数:

例如:
数字153的情况如下:
个位数:3
十位数:5
百位数:1

*/
class AriExer{
	public static void main(String[] args){
		int num = 187;
		System.out.println("百位数:" + num/100);
		System.out.println("十位数:" + num%100/10);
		System.out.println("个位数:" + num%10);
	}
}

2.2 赋值运算符

  • 符号: =
    • 当 ““=”两侧数据类型不一致时 可以使用 自动类型转换或使用强制类型转换原则进行处理
    • 支持连续赋值 。
  • 扩展赋值运算符: :+=, --=, *=, /=,
  • 赋值运算符不会改变变量本身数据类型
/*
运算符之二:赋值运算符
+= -= *= /=

*/
class SetValueTest{
    public static void main(String[] args) {
        //赋值符号:=
        int i1 = 10;
        int j1 = 10;

        int i2,j2;
        //连续赋值
        i2 = j2 = 10;

        int i3 = 10,j3 = 20;

        //***********************
        int num1 = 10;
        num1 += 2;	//num1 = num1 + 2;
        System.out.println(num1);	//12

        int num2 = 12;
        num2 %= 5;	//num2 = num2 % 5;
        System.out.println(num2); // 2

        short s1 = 10;
        //s1 = s1 + 2;	//编译失败
        s1 += 2;	//结论:不会改变变量本身的数据类型
        System.out.println(s1); //12

    }
}
  •  开发中,如果希望变量实现+2的操作,有几种方法???(int num = 10)
    • 方式一:num = num + 2;
    • 方式二:num += 2;(推荐)
  • 开发中,如果希望变量实现+1的操作,有几种方法???(int num = 10)
    • 方式一:num = num + 1;
    • 方式二:num += 1;
    • 方式三:num++;(推荐)
class MkFan{
	public static void main(String[] args) {
		//练习1:
		int i = 1;
		i *= 0.1;
		System.out.println(i);// 0
		i++;
		System.out.println(i);//1

		//练习2:
		int m = 2;
		int n1 = 3;
		n1 *= m++; 
		System.out.println("m=" + m);	//3
		System.out.println("n1=" + n1);	//6

		//练习3:
		int n = 10;
		n += (n++) + (++n);
		System.out.println(n);	//32
	}
}

2.3 比较运算符

/*
运算符之三:比较运算符
==  !=  > < >= <= instanceof

结论:
1.比较运算符的结果是boolean类型
2.区分 == 和 =

*/
class CompareTest{
    public static void main(String[] args){
        int i = 10;
        int j = 20;
        System.out.println(i==j);	//false
        System.out.println(i = j);	//20 先赋值再输出i

        boolean b1 = true;
        boolean b2 = false;
        System.out.println(b2 == b1);	//false
        System.out.println(b2 = b1);	//true b1 赋值给b2 之后输出b2
    }
}

 2.4 逻辑运算符

  • &—逻辑与
  • |—逻辑或
  • —逻辑非
  • && —短路与
  • ||—短路或
  • ^ —逻辑异或

逻辑运算符用于连接布尔型表达式,在Java中不可以写成3<x<6,应该写成x>3 & x<6 。
“&”和“&&的区别:

我们将 || 和 && 定义为逻辑运算符,而 | 和 & 定义为位运算符

  • 单&时,左边无论真假,右边都进行运算;
  • &&时,如果左边为真,右边参与运算,如果左边为假,那么右边不参与运算。【进行短路计算】
  • “|”和“||”的区别同理,||表示:当左边为真,右边不参与运算。
  • 异或(^)与或( | )的不同之处是:当左右都为true时,结果为false。理解:异或,追求的是“异”

开发中对布尔变量推荐使用&& 和 ||

/*
逻辑运算符操作布尔类型变量
& && | || ! ^


 */

public class LogicTest {
    public static void main(String[] args){
        boolean b1 = true;
        int num1 = 10;
        if (b1 & (num1++ > 0)){
            System.out.println("我现在再北京");
        }else{
            System.out.println("我在南京");
        }
        System.out.println("num = " + num1); // 11 

        boolean b2 = false;
        int num2 = 10;
        if (b2 && (num2++ > 0)){
            System.out.println("我现在再北京");
        }else{
            System.out.println("我在南京");
        }
        System.out.println("num = " + num2); // 10 左边为假,不再进行右侧运算
    }
}

 运算符面试题:

class LogoinTest{
	public static void main(String[] args){
		boolean x = true;
		boolean y = false;
		short z = 42;
		//if(y == true)
		if((z++==42)&&(y=true))z++;  // 这里y= true 是赋值运算符 所以条件成立 z = 44
		if((x=false)||(++z==45)) z++;
		System.out.println("z=" + z);	//46
	}
}

2.5 位运算符

位运算是直接对整数的二进制进行的运算

/*
位运算符
1: 操作均为整型数据
2:《《: 在一定范围内,每向左移一位,*2
》》: 在一定范围内,每向右移一位,/2
 */

public class BitTest {
    public static void main(String[] args){
        int i = 21;
        System.out.println("i << 2 = " + (i << 2)); // 84 这里要加括号,否则会编译不通过
        System.out.println("i << 26 = " + (i << 26));
        System.out.println("i << 27 = " + (i << 27)); // 一共32位,左移太多会溢出
    }
}

位运算 与 或 异或 进行二进制计算 

需求: 交换两个变量的值

class BitTest{
	public static void main(String[] args){
		//练习:交换两个变量的值
		int num1 = 10;
		int num2 = 20;

		//方式一: 定义临时变量
	//	int tent = num1;
	//	num1 = num2;
	//	num2 = tent;

		//方式二:
		//好处:不用定义临时变量
		//弊端:①相加可能超出存储范围 ② 有局限性:只适用于数值类型
//		num1 = num1 + num2;
//		num2 = num1 - num2;
//		num1 = num1 - num2;

		//方式三:使用位运算 异或
		num1 = num1 ^ num2;
		num2 = num1 ^ num2;
		num1 = num1 ^ num2;

		System.out.println("num1 = " + num1 + ",num2 = " + num2);
	}
}

 k = m^n; k^m = n; k ^n = m 异或运算

2.6 三元运算符

/*
(条件表达式)?表达式1:表达式2
1.条件表达式是布尔类型变量
如果条件为True 执行表达式1
否则执行表达式2
表达式1 和2 要求一致
三元运算符可以嵌套使用
 */
public class SanYuan {
    public static void main(String[] args) {
        // 获取两个数较大数
        int m = 12;
        int n = 12;
        int max = (m > n) ? m : n;
        System.out.println(max);

        // *********
        String maxStr = (m > n)? "m大" : ((m == n)? "m等于n" : "n大");
        System.out.println(maxStr);

        //*********获取三个数的最大值
        int n1 = 13;
        int n2 = 2;
        int n3 = 15;
        int max1 = (n1 > n2)? n1 : n2;
        int max2 = (max1 > n3)? max1 : n3;

        int max3 = (((n1 > n2)? n1 : n2)>n3)? ((n1 > n2)? n1 : n2): n3; //可读性太差 不能这么写
        System.out.println(max2);
        System.out.println(max3);
    }

}

2.7 运算符的优先级

  • 运算符有不同的优先级,所谓优先级就是表达式运算中的运算顺序。如右表,上一行运算符总优先于下一行。
  • 只有单目运算符、三元运算符、赋值运算符是从右向左运算的

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