Java初识：运算符

目录

一：运算符

1.除法/

2.取模%

3.增量运算符+=、-=、%=、\=

4.自增/自减运算符++、--

5.关系运算符>、<、!=、==、>=、<=

6.逻辑运算符&&、||、！

7.位运算符&、|、~、^

8.移位运算

9.条件运算符

10.运算符的优先级 

二：逻辑控制

 三： 基础练习：

       (1)使用Scanner循环读取N个数字，并求取其平均值

       (2)写一个猜数字的游戏

       (3)打印1~100之间的所有素数

       (4)输出1000~2000之间的闰年

       (5)输出乘法口诀表

       (6)输出0~999之间的所有水仙花数(153 = 1^3 + 5^3 + 3^3 = 1 + 125 + 27)(水仙花数是一个三位数)

        (7)写一个函数返回一个整数二进制原码中1的个数

        (8)写一个函数返回一个整数二进制补码中1的个数

        (9)分别输出一个数二进制中奇数位和偶数位的序列

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一：运算符

Java运算符来源于C，大体相同，稍有区别

1.除法/

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注意：1.Java在整型运算中，除数是不能为0的，否则直接运行异常

           2.在浮点数运算(float/double)中，引入了Infinity无穷大和NaN(Not a Number)不是一个数字这两个概念，来解决分母是0.0的情况和分子分母都是0.0的情况

           3.关于正无穷、负无穷和0直接的一些运算java中的NAN和INFINITY - maozs - 博客园 (cnblogs.com)https://www.cnblogs.com/zhisuoyu/p/5314541.html

2.取模%

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注意：1.取模的结果由被除数的符号决定

           2.小数之间也可以进行取模操作

           3.类似的%运算符关于0.0和无穷大的一些运算

3.增量运算符+=、-=、%=、\=

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注意：1.增量运算符会对不同类型的数据自动进行类型转换，比如+=

4.自增/自减运算符++、--

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注意：1.a=0;a = a++； 这种操作并不会使得最后a=1，原因是a++先把a=0赋值给a，然后把a=0拷贝到一个临时变量区，再++，如此，a的值不会发生改变

          2.a=a++的一道笔试题

5.关系运算符>、<、!=、==、>=、<=

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注意：1.C中if(1<a<5)这种代码可以通过，但是Java不允许，因为1<a会有一个boolean值，但boolean类型并不包含非0为真，0为假的结论，即boolean类型不能和其他类型进行比较

6.逻辑运算符&&、||、！

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注意：1.&&、||两边操作数必须是布尔表达式或布尔值，也就是只能是 true && false或 a<5 && b>6

           2.(短路与)&&中第一个表达式为假，则不会执行第二个表达式；(短路或)||中第一个表达式为真，则不会执行第二个表达式，由此第二个表达式有语法错误也可能不会报错；短路操作可以提高程序的性能，避免不必要的计算

            3.!接布尔表达式，比如：不能出现!a，能出现!(a<5)

            4.|、&也存在或和与的功能，但是不存在短路或和短路与的功能，也就是int a = 0;(a<1 | a\0)这就会报错

               5.逻辑运算符优先顺序： ！> && > || ;逻辑运算符的结合性是从左到右的

7.位运算符&、|、~、^

按位与&

按位或|

按位异或^

按位取反~

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注意：1.当&、|的操作数(int、short、long、byte)的时候，表示按位运算，当操作数位boolean的时候，表示逻辑运算，也就是具有了&&，||的部分功能

           2.位运算操作符操作的是二进制数

8.移位运算

<<左移：扩大到两倍

>>右移：缩小到一半

无符号右移>>>：负数补码右移左边补上0

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注意：1.左移、右移是移二进制位

           2.左移、右移移动的都是补码，比如-1无符号右移1位

           3.由于计算机计算移位效率高于计算乘除，程序乘除2的N次方的时候可以采用移位运算代替

           4.移动负数位或者移动位数过大都没有意义

9.条件运算符

布尔表达式1 ？布尔表达式2 ：布尔表达式3

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注意：1.返回值必须符合接受变量的类型，除非发生隐式类型转换；表达式2和表达式3的结果要同类型的

           2.表达式必须被引用，不能单独存在

10.运算符的优先级 

运算符的优先级具体规则不必记忆，注意括号的使用即可

二：逻辑控制

顺序结构

选择结构

分支结构

        1.if(布尔表达式) 

        2.switch语句

        注意：1.可以做switch语句参数类型：char、byte、short、int、Character、Byte、Short、Integer、String 或枚举

                   2.不能做switch语句参数类型：long、float、double、boolean

循环结构

       1. for

        2.while(布尔表达式)

        3.do while  

输入输出

        1.输出到控制台

int a = 0;
System.out.print(a);//输出不换行
System.out.println(a);//输出并换行
System.out.printf("%d ", a);//格式化输出，与C基本一致

        2.从键盘输入

在笔试或者题目上经常需要用户自己输入数据

//导入Scanner包
import Java.util.Scanner;


public class Main{
    public static void main(String[] args){
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        //scanner变量名可随便取
        //System.in 从键盘获取数值

        System.out.println("输入你的年龄：");
        int age = scanner.nextInt();
        System.out.println("年龄:"+age);

        //scanner变量认为是一个资源，使用完需要关闭
        scanner.close();
}

注意：1.sanner.next();读到空格结束

           2.scanner.nextLine();读一行，能读空格

           3.scanner.nextInt()和scanner.nextLine()的代码顺序会影响输出结果，当int在前的时候，line的输入会被省略；如：这个程序输入19后，在打印完"年龄19"和"请输入你的名字"后应该等待用户继续输入名字，但是控制台直接打印完"姓名："后就结束进程了；所以我们输入数据有很多不同的类型时，优先取处理字符串的输入。

 三： 基础练习：

(1)使用Scanner循环读取N个数字，并求取其平均值

import java.util.Scanner;
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);

        double sum = 0;//记录数的和
        int num = 0;//记录输入了几个数
        System.out.println("请输入N个数");
        while(scanner.hasNextDouble()) {
            double tmp = scanner.nextDouble();
            sum += tmp;
            num++;
        }//idea中按ctrl+d退出输入
         //cmd命令行中按ctrl+z退出输入
        System.out.println("sum = "+sum);
        System.out.printf("这%d个数的平均值是%.2f", num, sum/num);
        scanner.close();
    }
}

              (2)写一个猜数字的游戏

import java.util.Random;
import java.util.Scanner;
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
      Random random = new Random();
      //Random( seed: 6)只要有参数，根据固定参数生产的随机数是固定的，所以一般不写参数
      Scanner scanner = new Scanner(System.in);
      int num = random.nextInt(101);
        //bound:101->[0,101) 0到100
        //(bound:51)+50 ->[50,101) 50到100

        System.out.println("请猜一个0~100之间的整数");
        while(scanner.hasNextInt()) {
            int num1 = scanner.nextInt();
            if(num1>num){
                System.out.println("猜大了");
                continue;
            }
            else if(num1<num){
                System.out.println("猜小了");
                continue;
            }
            else{
                System.out.println("猜对了");
                break;
            }
        }
        scanner.close();
    }
}

                 (3)打印1~100之间的所有素数

//可优化地方：
//1.i%j的除数j可以是1~i、1~i/2、1~根号i
//2.除了2之外的偶数都不是素数，而规定1不是素数，从3开始的奇数，
//  所以外层循环i从3开始+=2
//3.在第二点的情况下，i%j，i是奇数，故奇数%偶数必定不为0，
//  所以j可以从3开始+=2

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.print(2+" ");
        for (int i = 3; i <=100 ; i+=2) {
            boolean flag = true;
            for (int j = 3; j <= Math.sqrt(i); j+=2) {
                    if(i%j==0){
                        flag = false;
                        break;
                    }
            }
            if(flag) {
                System.out.printf("%d ", i);
            }
        }
    }

}

        (4)输出1000~2000之间的闰年

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        //1.能被4而不能被100整除的是闰年
        //2.每400年一闰
        for (int i = 1000; i <= 2000 ; i++) {
            if((i%4==0 && i%100!=0) || i%400==0 ) {
                System.out.print(i+" ");
            }
        }
    }
}

        (5)输出乘法口诀表

//倒三角乘法表
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int k = 1;
        for (int i = 1; i <=9; i++) {
            for (int j  = k++; j <= 9; j++) {
                System.out.print(i+"*"+j+"="+(j*i)+"\t" );// \t是制表符，打印出来的乘法表更规整
            }
            System.out.print("\n");
        }
    }
}

        (6)输出0~999之间的所有水仙花数(153 = 1^3 + 5^3 + 3^3 = 1 + 125 + 27)(水仙花数是一个三位数)

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 100; i <= 999 ; i++) {//水仙花数定义是一个三位数
            int a = i/100;//百位
            int b = i%100/10;//十位
            int c = i%10;//各位
            if(a*a*a+b*b*b+c*c*c==i){
                System.out.print(i+" ");
            }
        }
    }
}

        (7)写一个函数返回一个整数二进制原码中1的个数

import java.util.Scanner;
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        //问题：求一个数二进制中补码1的个数

        //注意：正数的二进制补码是其本身，负数的补码与原码不一致

        //思路：
        //1.正数：利用按位与，与上1结果为1说明二进制最后一位是1，再利用右移操作进行移位操作，用一个变量count记录1的个数，输出count即可
        //2.负数：负数的补码与原码不一致，我们如果采用正数的操作，会理所当然认为输出的count是负数的补码下的1的个数，其实不然，因为这里我们的右移操作对于负数来讲，右移在左边添加1，不仅count记录是错误的，连while循环也无法结束，我们需要改为无符号右移(>>>)，每右移一位，左边加上0，这样输出1的个数就是补码中1的个数；

        //具体操作：
        //1.正数：(1)定义变量count用于记录二进制中补码1的个数
        //       (2)既然要进行移位操作，就需要用到循环，可以循环执行32次判断每一位是否是1；这里可以优化，只要每一位都是0，也就是这个数十进制就是0的时候，就不要进行判断了，所以可以先令count=0；如果这个数就是0，不需要进入循环进行判断
        //2.负数：与正数操作同理

        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入一个整数");
        int count = 0;
        int num = scanner.nextInt();
            while (num != 0) {
                if ((num & 1) == 1) {
                    count++;
                }
                num = num >>> 1;//无符号右移操作符：>>>
            }
        System.out.println("这个数二进制补码中1的个数为："+count);
        scanner.close();
    }
}

        (8)写一个函数返回一个整数二进制补码中1的个数

        //问题：求一个整数二进制补码中1的个数

        //思路一：1.正数与原码求1的个数一致
        //     2.负数是以补码保存的，如何显示地表示出它的原码呢？负数原码到反码是符号位不变，其他位均相反，再加一就是补码；那么有人会认为我们让输入的整数-1再进行取反就可以，其实很明显是行不通的，因为补码进行的是位操作，而输入的整数-1通过底层原理实现的，其操作位数不是一位一位进行的；所以我们要进行位操作实现-1，那么谁能够实现-1操作呢？
        //       我们可以想到负数中奇数不管是原码还是补码，最后一位都是1，偶数则是0；所以奇数按位与上0，最后一位从1变成了0，相当于补码减一；偶数要想实现减1，就需要找到从右往左的第一个1，该位的1变成0，右边的0都变成1；
        //       也就是与上1，让1左移，用变量i记录位置，直到结果是1，退出循环。//其实这里可以一步到位，按位异或上1，将1左移，直到结果是0即可
        //       完成了-1操作，再除符号位按位取反即可，反31次；但我们同时把符号位也变成0，这样记录的count就是除了符号位1的其余31位中1的个数
public class Main{
     public void static main(String[] args){
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入一个整数：");
        int num = scanner.nextInt();
        int count = 0;
        //减一操作：1.奇数补码最后一位按位与上按位取反的1即可，偶数需要循环按位异或1
        int i = 1;
        if(num<0) {
            count = 1;
            if (num % 2 != 0) {
                //奇数
                num = num & (~1);
            } else {
                //偶数
                //找到从右往左的第一个1
                int j = 1;
                while ((num & j) != 1) {
                    i++;
                    j = j << 1;
                }
                //第i位右边的0都取反
                int k = 1;
                while (i-- > 1) {
                    num = num | (k << 1);
                }
            }
            //取反操作
            num = ~num;
        }
        while (num != 0) {
                if ((num & 1) == 1) {
                    count++;
                }
                num = num >>> 1;//无符号右移操作符：>>>
            }
        System.out.println("这个数二进制补码中1的个数为："+count);
        scanner.close();
    }
}


public class Main{
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("请输入一个整数：");
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        int num = scanner.nextInt();
        int count = 0;
        if(num<0)
        {
            count = 1;
            //先取反
            num = ~num;
            //再+1
            num += 0B001;


        }
        while (num != 0) {
                if ((num & 1) == 1) {
                    count++;
                }
                num = num >>> 1;//无符号右移操作符：>>>
            }
        System.out.println("这个数二进制补码中1的个数为："+count);
        scanner.close();
    }
}

        (9)分别输出一个数二进制中奇数位和偶数位的序列

public class Main{
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("请输入一个整数：");
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        int num = scanner.nextInt();
        int i = 31;
        int j = 30;
        //输出偶数位
        System.out.print("偶数序列是：");
        while(i>=1) {
            System.out.print(((num&(1<<i))>>i)+" ");
            //System.out.print(((num>>i)&1)+" ");
            i-=2;
        }
        System.out.println("\n");
        //输出奇数位
        System.out.print("奇数序列是：");
        while(j>=0){
            System.out.print(((num&(1<<j))>>j)+" ");
            //System.out.print(((num>>j)&1)+" ");
            j-=2;
        }
        scanner.close();
    }
}