Java学习笔记系列-基础篇-运算符

Java学习笔记

Java学习笔记是一个持续更新的系列，工作多年，抽个空对自身知识做一个梳理和总结归纳，温故而知新，同时也希望能帮助到更多正在学习Java 的同学们。

本系列目录

入门篇

• 计算机基础
• 计算机编程语言
• 面向对象的编程思想

基础篇

• 环境搭建
• 第一个Java程序
• 开发工具
• Java中的注释
• 标识符与关键字
• 变量与常量
• 数据类型
• 数组
• 运算符

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运算符

运算符指明编程语言对操作数的运算方式。

Java语言也提供了一套丰富的运算符来操纵变量，运算符按照其要求的操作数数目来分，可以有一元运算符（又称单目运算符）、两元运算符（又称双目运算符）和三元运算符（又称三目运算符），它们分别对应于1个、2个、3个操作数。
运算符按其功能来分，有算术运算符、关系运算符、赋值运算符、逻辑运算符、位运算符和其他运算符。

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	数目分类	描述
+	两元运算符	加法- 相加运算符两侧的值
-	两元运算符	减法 - 左操作数减去右操作数
*	两元运算符	乘法 - 相乘操作符两侧的值
/	两元运算符	除法 - 左操作数除以右操作数
％	两元运算符	取余 - 左操作数除以右操作数的余数
++	一元运算符	自增: 操作数的值增加1
- -	一元运算符	自减: 操作数的值减少1

用法示范

public static void main(String[] args) {
     int a = 10;
     int b = 20;
     int c = 25;
     int d = 25;
     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) );
     System.out.println("c % a = " + (c % a) );
     System.out.println("a++   = " +  (a++) );
     System.out.println("a--   = " +  (a--) );
     // 查看  d++ 与 ++d 的不同
     System.out.println("d++   = " +  (d++) );//25，先进行表达式运算，再进行自增
     System.out.println("++d   = " +  (++d) );//27，先进行自增，再进行表达式运算
  }

关系运算符

关系运算符也可以称为“比较运算符”，用于用来比较判断两个变量或常量的大小，关系运算符都是二元运算符，运算结果是 boolean 型。

运算符	描述
>	大于运算符，只支持左右两边操作数是数值类型。
>=	大于或等于运算符，只支持左右两边操作数是数值类型。
<	小于运算符，只支持左右两边操作数是数值类型。
<=	小于或等于运算符，只支持左右两边操作数是数值类型。
==	相等运算符，数值类型比较俩边的值，特定情况下也支持引用类型。
!=	不相等运算符，与相等运算符相反。

用法示范

  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) );
  }

逻辑运算符

逻辑运算符用来表示日常交流中的“并且”，“或者”，“除非”等思想，将它们用逻辑运算符号来代替，返回一个布尔类型的结果。

操作符	描述
&&	与运算符，当且仅当两个操作数都为真，条件才为真。
| |	或操作符，如果任何两个操作数任何一个为真，条件为真。
！	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。

用法示范

	boolean a1=true;
	boolean a2=false;
  	boolean a3=a1&&a2;//false
 	boolean a4= a2&&a2;//true
  	boolean a5=a1||a2;//true
 	boolean a6= !a1;//false

位运算符

位运算符直接对整数类型的位进行操作，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，在Java中，位运算符分为位逻辑运算符和位移运算符两类

位逻辑运算符

假设整数变量 A 的值为 60 和变量 B 的值为 13

运算符	描述
&	按位进行与运算（AND）例如 ：A＆B，得到12，即0000 1100
|	按位进行或运算（OR）例如 ：A | B，得到61，即 0011 1101
^	按位进行异或运算（XOR）例如 ：A ^ B，得到49，即 0011 0001
~	按位进行取反运算（NOT）例如 ：〜A，得到-61，即1100 0011

与运算

运算符为&，属于二元运算符，使用与运算，参与运算的数字，低位对齐，高位不足的补零。

对应的二进制位同时为 1，那么计算结果才为 1，否则为 0，任何数与 0 进行按位与运算，其结果都为 0。

//72的二进制
0000 0000 0100 1000
//0的二进制
0000 0000 0000 0000
//& 进行与运算
0000 0000 0000 0000
//十进制结果
72&0=0;//每一位与0进行比较其结果都为0，与1比较都为1

//72的二进制
0000 0000 0100 1000
//8的二进制
0000 0000 0000 1000
//& 进行与运算
0000 0000 0000 1000
//十进制结果
72&8=8;//每一位与0进行比较其结果都为0，与1比较都为1

或运算

运算符为|，属于二元运算符，使用或运算的数字，低位对齐，高位不足的补零。

对应的二进制位只要有一个为 1，那么结果就为 1，如果对应的二进制位都为 0，结果才为 0。

//72的二进制
0000 0000 0100 1000
//0的二进制
0000 0000 0000 0000
//| 进行或运算
0000 0000 0100 1000
//十进制结果
72|0=72;//每一位进行比较，只要有一个为 1其结果都为1

//72的二进制
0000 0000 0100 1000
//8的二进制
0000 0000 0000 1000
//| 进行或运算
0000 0000 0000 1000
//十进制结果
72|8=72;//每一位进行比较，只要有一个为 1其结果都为1

异或运算符

运算符为^，属于二元运算符，使用异或运算符，参与运算的数字，低位对齐，高位不足的补零。

对应的二进制位相同（都为 0 或为 1）时，结果为 0；如果对应的二进制位不相同，结果则为 1。

//72的二进制
0000 0000 0100 1000
//0的二进制
0000 0000 0000 0000
//^ 进行异或运算
0000 0000 0100 1000
//十进制结果
72^0=72;//每一位进行比较，相同为0，不同为1

//72的二进制
0000 0000 0100 1000
//8的二进制
0000 0000 0000 1000
//^ 进行异或运算
0000 0000 0100 0000
//十进制结果
72|8=64;//每一位进行比较，相同为0，不同为1

取反运算符

运算符为~，属于一元运算符，使用取反运算符，只对一个操作数进行运算，将操作数二进制中的1改为0，将0改为1。

//72的二进制
0000 0000 0100 1000
//取反
1111 1111 1011 0111
//十进制结果
~72=-73;//每一位进行取反

位移运算符

位移运算符用来将操作数向某个方向（向左或者右）移动指定的二进制位数，都属于二元运算符。

操作符	描述
<<	按位左移运算符，左操作数按位左移右操作数指定的位数。
>>	按位右移运算符，左操作数按位右移右操作数指定的位数。
>>>	按位右移补零操作符。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。

左移运算符

运算符为<<，使用左移运算符按二进制形式把所有的数字向左移动对应的位数，高位移出（舍弃），低位的空位补零。

//72的二进制
0000 0000 0100 1000
//左移1位，整体往左位移1位
0000 0000 1001 0000
//十进制结果
72<<1=144;

右移运算符

运算符为>>，使用右移运算符按二进制形式把所有的数字向右移动对应的位数，低位移出（舍弃），高位的空位补零。

//72的二进制
0000 0000 0100 1000
//右移1位，整体往右位移1位，低位舍弃
0000 0000 0010 0100
//十进制结果
72>>1=36;

右移运算符进阶版

运算符为>>>，相对有符号右移的>>来说，它属于无符号右移，只是对32位和64位的值有意义，无论是正数还是负数，高位通通补0。

对于正整数来说这俩个右移符号无区别，对于负整数来说有区别，其中-1和-2值相同。

System.out.println("Size: " +(-1>>>1));
System.out.println("Size: " +(-2>>>1));
System.out.println("Size: " +(-3>>>1));
//输出结果
Size: 2147483647
Size: 2147483647
Size: 2147483646

赋值运算符

Java语言中通过=符号来给变量进行赋值。

赋值运算符=可以结合算术运算符，关系运算符，逻辑运算符，位运算符，实现复合位赋值。

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

其他运算符

Java语言中还有一些特殊用处的运算符，例如三元运算符，instanceof 运算符等。

三元运算符

三元运算符有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

用法实例

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

instanceof 运算符

instanceof 主要针对引用对象，运算符左侧变量所指的对象，是操作符右侧类或接口的一个对象，那么结果为真
用法实例

String name = "James";
boolean result = name instanceof String; //判断name变量是否String类型，结果是true