【新手向】从零开始学习Java（Day6）Java 运算符

于 2025-02-15 08:00:00 发布
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分类专栏： 从零开始学习Java 文章标签： 学习 java java-ee jvm vscode 开发语言 后端
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目录

Java运算符

算术运算符

自增自减运算符

例子

关系运算符

例子

位运算符

例子

逻辑运算符

与运算的短路情况

例子

赋值运算符

条件运算符（三元运算符）

instanceof 运算符

例子

 Java运算符的优先级

下节预告

Java运算符

计算机的最基本用途就是执行数学运算。

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。

运算符可以分为：

算术运算符

关系运算符

位运算符

逻辑运算符

赋值运算符

条件运算符（三元运算符）

instanceof运算符

算术运算符

算术运算符用在数学表达式中，它们的作用和在数学中的作用一样。

操作符描述例子（A=10,B=20）
+相加运算符两侧的值A + B 等于 30
-左操作数减去右操作数A – B 等于 -10
*相乘操作符两侧的值A * B等于200
/左操作数除以右操作数B / A等于2
％取余 - 左操作数除以右操作数的余数B%A等于0
++自增 - 操作数的值增加1B++ 或 ++B 等于 21（区别详见下文）
--自减 - 操作数的值减少1B-- 或 --B 等于 19（区别详见下文）

自增自减运算符

自增（++）自减（--）运算符是特殊的算术运算符，其他算术运算符需要两个操作数，而自增自减只需要一个操作数。

前缀自增（减）法（++a,--a）：先进行自增或者自减，再进行表达式运算。

前缀自增（减）法（++a,--a）：先进行自增或者自减，再进行表达式运算。

一句话总结：

符号先，先符号；符号后，后符号

例子
public class selfAddMinus{
    public static void main(String[] args){
        int a = 5;//定义一个变量；
        int b = 5;
        int x = 2*++a;
        int y = 2*b++;
        System.out.println("自增运算符前缀运算后a="+a+",x="+x);
        System.out.println("自增运算符后缀运算后b="+b+",y="+y);
    }
}

关系运算符

关系运算符用于比较两个操作数的值的大小关系，有六个关系运算符：

运算符描述例子（A=10,B=20）
==检查如果两个操作数的值是否相等，如果相等则条件为真（A == B）为假
!=检查如果两个操作数的值是否相等，如果值不相等则条件为真(A != B) 为真
> 检查左操作数的值是否大于右操作数的值，如果是那么条件为真（A> B）为假
< 检查左操作数的值是否小于右操作数的值，如果是那么条件为真（A <B）为真
>=检查左操作数的值是否大于或等于右操作数的值，如果是那么条件为真（A> = B）为假
<=检查左操作数的值是否小于或等于右操作数的值，如果是那么条件为真（A <= B）为真
例子
public class relationalOperator {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        int b = 20;
        System.out.println("a == b = " + (a == b) );
        System.out.println("a != b = " + (a != b) );
        System.out.println("a > b = " + (a > b) );
        System.out.println("a < b = " + (a < b) );
        System.out.println("b >= a = " + (b >= a) );
        System.out.println("b <= a = " + (b <= a) );
     }
}

位运算符

位运算符按照操作数的二进制格式作用在所有位上

它可以应用于整数类型(int)，长整型(long)，短整型(short)，字符型(char)，和字节型(byte)等类型（所有整型+字符型）。

首先需要了解原码、反码、补码，点击蓝字跳转番外，学过的读者请继续阅读本篇。

接下来，笔者将用例子来解释，假设int类型变量A的值为 - 60，B的值为13，将他们写为二进制补码：

A = 11111111 11111111 11111111 11000100;（int类型有32位，前面的24个1为符号位）

B = 00000000 00000000 00000000 00001101;

为了书写方便，我们只看后面九位：

A = 1 11000100;

B = 0 00001101;

操作符描述例子
＆（按位与）如果相对应位都是1，则结果为1，否则为0（A＆B），得到4，即0 00000100
|（按位或）如果相对应位都是 0，则结果为 0，否则为 1（A | B）得到 - 51，即 1 11001101
^（按位异或）如果相对应位值相同，则结果为0，否则为1（A ^ B）得到 -55，即 1 11001001
〜（按位取反）翻转操作数的每一位，即0变成1，1变成0。   （〜A）得到 59，即0 00111011
<< （按位左移）左操作数按位左移右操作数指定的位数。   A << 2得到 -240，即 1 00010000
>> （按位右移）将二进制数向右移动指定的位数，左边空出的位用符号位填充。（正数符号位为 0；负数符号位为 1）   A >> 2得到 - 15，即 1 11110001

>>>

（按位右移补零）

（不带符号右移）

左操作数的值按右操作数指定的位数右移，移动得到的空位以零填充。

A>>>2得到1073741809， 即

00111111 11111111 11111111 11110011

没有按位左移补零运算符，因为按位左移本身就需要在右边补零，不涉及到操作数的变化。

例子
public class bitwiseOperators {
    public static void main(String[] args) {
        int a = -60; // -60 的二进制表示（32位）：11111111 11111111 11111111 11000100
        int b = 13;  // 13 的二进制表示：00000000 00000000 00000000 00001101
        int c;

        // 1. 按位与运算符 (&)：对应位都为 1 时结果为 1，否则为 0
        c = a & b; // -60 & 13 = 00000000 00000000 00000000 00000100 (4)
        System.out.println("按位与运算: a & b = " + c + " (二进制: " + Integer.toBinaryString(c) + ")");

        // 2. 按位或运算符 (|)：对应位有一个为 1 时结果为 1，否则为 0
        c = a | b; // -60 | 13 = 11111111 11111111 11111111 11001101 (-51)
        System.out.println("按位或运算: a | b = " + c + " (二进制: " + Integer.toBinaryString(c) + ")");

        // 3. 按位异或运算符 (^)：对应位不同时结果为 1，否则为 0
        c = a ^ b; // -60 ^ 13 = 11111111 11111111 11111111 11001001 (-55)
        System.out.println("按位异或运算: a ^ b = " + c + " (二进制: " + Integer.toBinaryString(c) + ")");

        // 4. 按位取反运算符 (~)：将所有位取反（包括符号位）
        c = ~a; // ~-60 = 00000000 00000000 00000000 00111011 (59)
        System.out.println("按位取反运算: ~a = " + c + " (二进制: " + Integer.toBinaryString(c) + ")");

        // 5. 左移运算符 (<<)：将二进制位向左移动，右侧补 0
        c = a << 2; // -60 << 2 = 11111111 11111111 11111111 00010000 (-240)
        System.out.println("左移运算: a << 2 = " + c + " (二进制: " + Integer.toBinaryString(c) + ")");

        // 6. 带符号右移运算符 (>>)：将二进制位向右移动，左侧补符号位
        c = a >> 2; // -60 >> 2 = 11111111 11111111 11111111 11110001 (-15)
        System.out.println("带符号右移运算: a >> 2 = " + c + " (二进制: " + Integer.toBinaryString(c) + ")");

        // 7. 无符号右移运算符 (>>>)：将二进制位向右移动，左侧补 0
        c = a >>> 2; // -60 >>> 2 = 00111111 11111111 11111111 11110011 (1073741809)
        System.out.println("无符号右移运算: a >>> 2 = " + c + " (二进制: " + Integer.toBinaryString(c) + ")");
    }
}

逻辑运算符

逻辑运算符对boolean类型变量进行操作。

还是用例子来说明，假设布尔变量A为true，B为false:

操作符描述例子
&&逻辑与运算符。当且仅当两个操作数都为真，条件才为真。（A && B）为假。
| |逻辑或操作符。如果任何两个操作数任何一个为真，条件为真。（A | | B）为真。
！逻辑非运算符。用来反转操作数的逻辑状态。如果条件为true，则逻辑非运算符将得到false。！（A && B）为真。

本类型运算符逻辑较为简单，请读者根据上面例子自己编写验证程序。好记性不如多练习！

与运算的短路情况

当使用与逻辑运算符时，在两个操作数都为true时，结果才为true，但是当得到第一个操作为false时，其结果就必定是false，这时候就不会再判断第二个操作了。相当于后续电路被短路。

例子
public class ShortCircuit {
    public static void main(String[] args){
        int a = 5;//定义一个变量；
        boolean b = (a<4)&&(a++<10);
        System.out.println("使用短路逻辑运算符的结果为"+b);
        System.out.println("a的结果为"+a);//没有执行++操作
    }
}

赋值运算符

不多说，直接上表格：

操作符描述例子
=简单的赋值运算符，将右操作数的值赋给左侧操作数C = A + B将把A + B得到的值赋给C
+ =加和赋值操作符，它把左操作数和右操作数相加赋值给左操作数C + = A等价于C = C + A
- =减和赋值操作符，它把左操作数和右操作数相减赋值给左操作数C - = A等价于C = C - A
* =乘和赋值操作符，它把左操作数和右操作数相乘赋值给左操作数C * = A等价于C = C * A
/ =除和赋值操作符，它把左操作数和右操作数相除赋值给左操作数C / = A，C 与 A 同类型时等价于 C = C / A
％(=)取模和取模赋值操作符，它把左操作数和右操作数取模后赋值给左操作数C％= A等价于C = C％A
<< =左移位赋值运算符C << = 2等价于C = C << 2
>> =右移位赋值运算符C >> = 2等价于C = C >> 2
＆=按位与赋值运算符C＆= 2等价于C = C＆2
^ =按位异或赋值操作符C ^ = 2等价于C = C ^ 2
| =按位或赋值操作符C | = 2等价于C = C | 2

本类型运算符逻辑上面已详细说明，请读者自己编写验证程序。好记性不如多练习！

条件运算符（三元运算符）

条件运算符也被称为三元运算符。

该运算符有3个操作数，并且需要判断布尔表达式的值。该运算符的主要是决定哪个值应该赋值给变量。

（布尔表达式A）? 值b ：值c

若A为真，则该部分返回值b；若A为假则返回值c。

例：

      int a , b;
      a = 10;
      // 如果 a 等于 1 成立，则设置 b 为 20，否则为 30
      b = (a == 1) ? 20 : 30;
 
      // 如果 a 等于 10 成立，则设置 b 为 20，否则为 30
      b = (a == 10) ? 20 : 30;

instanceof 运算符

instanceof运算符用于操作对象实例，检查该对象是否是类类型或接口类型。返回boolean类型（true 或者 false）。

例：

String name = "James";
boolean result = name instanceof String; // 由于 name 是 String 类型，所以返回真

特别地，如果被比较的对象兼容于右侧类型，该运算符仍然返回 true。

例子
class Vehicle {}
 
public class Car extends Vehicle {
   public static void main(String[] args){
      Vehicle a = new Car();
      boolean result =  a instanceof Vehicle;
      System.out.println( result);
      boolean result2 =  a instanceof Car;
      System.out.println( result2);
   }
}

 Java运算符的优先级

当多个运算符出现在一个表达式中，谁先谁后呢？这就涉及到运算符的优先级别的问题。

运算符优先级不同会导致最后得出的结果差别甚大，下表从上到下为高优先级到低优先级：

类别操作符
后缀() [] . (点操作符)
一元expr++ expr--
一元++expr --expr + - ～ ！
乘性 * /％
加性 + -
移位 >> >>>  << 
关系 > >= < <= 
相等 ==  !=
按位与＆
按位异或^
按位或|
逻辑与&&
逻辑或| |
条件？：
赋值= + = - = * = / =％= >> = << =＆= ^ = | =
逗号，

下节预告

下节笔者将详细展开介绍 Java 中的循环结构及条件语句，看到这里的小伙伴可以投票打卡（投票有效期为7天），有疑惑可私信或评论区提出，and不妨动动发财的手点个赞吧，明天见！

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