第三章 操作符
第三章 操作符
Java中的数据都是通过操作符来操作的
3.1 更简单的打印语句
3.2 使用Java操作符
操作符接受一个或多个参数,并且生成一个新值。
有些操作符可能会改变操作数本身的值。
几乎所有的操作符都只能操作基本类型。
但是= == !=可以操作所有的对象
3.3 优先级
当一个表达式中有多个操作符时,优先级决定了计算顺序。先乘除,后加减,有括号先算括号
public class Precedence{
public static void main(String args[]){
int x =1, y = 2, z = 3;
int a = x + y - 2 / 2 + z;// a = 5
int b = x + (y - 2) / (2 + z);// b =1
System.out.println("a = " + a + "b = " + b);
}
}
3.4 赋值
操作符= :取右边的值,把它复制给左边
a = 4;
基本类型赋值。基本类型存储了实际的数值,并不是对象的引用,赋值的时候,是将一个值复制给另一个值。
a = b;
//b的值复制给a,如果修改了a是不会改变b的值的。
但是为对象赋值的时候,对对象进行操作时,实际操作的是对象的引用。将一个对象赋值给另一个对象,实际上是将一个引用复制到另一个地方
c = d;
//d所存储的引用复制给c,c和d都是指向同一个引用
//Assignment.java
public class Assignment{
public static void main(String args[]){
Tank t1 = new Tank();
Tank t2 = new Tank();
t1.level = 9;
t2.level = 47;
System.out.println("t1.level = " + t1.level + "t2.level = " + t2.level); //9 47
t1 = t2;
System.out.println("t1.level = " + t1.level + "t2.level = " + t2.level); // 47 47
t1.level = 27;
System.out.println("t1.level = " + t1.level + "t2.level = " + t2.level); // 27 27
}
}
class Tank{
int level;
}
别名现象:不同名字的变量指向的却是同一个引用。
练习二:创建一个包含float域的类,并用这个类来展示别名机制
//Demo.java
public class Demo{
public static void main(String args[]){
Test t = new Test();
t.f = 1.0f;
Test t2 = new Test();
t2.f = 2.9f;
System.out.println(t.f);//1.0
System.out.println(t2.f);//2.9
t = t2;
System.out.println(t.f);//2.9
System.out.println(t2.f);//2.9
t.f = 3.9f;
System.out.println(t.f);//3.9
System.out.println(t2.f);//3.9
}
}
class Test{
float f ;
}
3.4.1 方法调用中的别名问题
将一个对象传递给方法的时候,也会出现别名问题
//PassObject.java
public class PassObject{
public static void main(String args[]){
Letter x = new Letter();
x.c = 'a';
System.out.println(x.c);//a
f(x);
System.out.println(x.c);//z
}
static void f(Letter y){
y.c = 'z';
}
}
class Letter{
char c;
}
常见一个包含float域的类,展示方法调用时的别名机制
//Demo.java
public class Demo{
public static void main(String args[]){
Test t = new Test();
t.f = 3.0f;
System.out.println(t.f);
change(t);
System.out.println(t.f);
}
static void change(Test t){
t.f = 1.0f;
}
}
class Test{
float f;
}
3.5算术操作符
-
+
-
-
-
*
-
/
- %
运算和赋值操作符 x += 4;
import java.util.Random;
public class MathOps{
public static void main(String args[]){
Random rand = new Random(47);
int i, j, k;
j = rand.nextInt(100) + 1;
System.out.println("j = " + j);
k = rand.nextInt(100) + 1;
System.out.println("k = " + k);
i = j + k;
System.out.println("j + k = " + i);
i = j - k;
System.out.println("j - k = " + i);
i = k / j;
System.out.println("k / j = " + i);
i = k * j;
System.out.println("k * j = " + i);
i = k % j;
System.out.println("k % j = " + i);
// float
float u, v, w;
v = rand.nextFloat();
System.out.println("v = " + v);
w = rand.nextFloat();
System.out.println("w = " + w);
u = v + w;
System.out.println(" v + w = " + u);
u = v - w;
System.out.println("v - w = " + u);
u = v * w;
System.out.println("v * w = " + u);
u = v / w;
System.out.println("v / w = " + u);
u = v % w;
System.out.println(u);
}
}
练习四:计算速度的程序,使用的距离和时间都是常量
public class Demo{
public static void main(String args[]){
double distance = 10.3;
double time = 3;
double speed = distance / time;
System.out.println(speed);
}
}
3.6 自动递增和递减
递增和递减是java提供的快捷运算
前缀式:++ a 先执行运算,在计算值
后缀式:a++ 先生成值,在执行运算
public class AutoInc{
public static void main(String args[]){
int i = 1;
System.out.println("i = " + i); // i = 1
System.out.println("i" + ++i); //i = 2
System.out.println("i" + i++); // i = 2
System.out.println("i" + i); // i = 3
System.out.println("i" + --i); // i =2
System.out.println("i" + i--); // i =2
System.out.println("i" + i); // i =1
}
}
3.7 关系操作符
关系操作符生成的是一个boolean值,计算的是操作数之间的数值的关系。
关系操作符由 > < >= <= == !=
== 和 !=可以适用与所有的基本类型,其他的操作符不可以操作Boolean类型
3.7.1 测试对象的等价性
关系操作符== 和!=适用于所有的对象
public class Equivalence{
public static void main(String args[]){
Integer n1 = new Integer(47);
Integer n2 = new Integer(47);
System.out.println(n1 == n2); //false
System.out.println(n1 != n2); //true
}
}
//值虽然是相同的,但是对象的引用确实不同的。== 和!=比较的式对象的引用
如果想要比较对象的实际内容是否相同怎么办呢。使用equlas方法,但是并不适用与基本类型
public class EqualsMethod{
public static void main(String args[]){
Integer n1 = new Integer(47);
Integer n2 = new Integer(47);
System.out.println(n1.equals(n2));//true
}
}
Integer是java已经提供好的类,并且帮助我们覆盖了equals方法了
如果是我们自己创建的类
public class EqualsMethod2{
public static void main(String args[]){
Value v1 = new Value();
Value v2 = new Value();
v1.i = v2 .i = 100;
System.out.println(v1.equals(v2));
}
}
class Value{
int i;
}
equals方法默认比较的是引用,java提供的类进行重写了该方法对象的内容。
练习五:创建一个Dog类,String类型的name和says。有两个dog对象,一个名为spot叫声为ruff,另一个为scruffy,叫声为wuff,显示它们的名字和叫声
public class Demo{
public static void main(String args[]){
Dog dog = new Dog();
Dog dog1 = new Dog();
dog.name = "spot";
dog.says = "Ruff";
dog1.name = "scruffy";
dog1.says = "Wuff";
System.out.println("dog:name=" + dog.name + "dog:says = " + dog.says);
System.out.println("dog:name=" + dog1.name + "dog:says = " + dog1.says);
}
}
class Dog{
String name;
String says;
}
练习六:创建一个新的Dog对象,赋值为spot,测试== 和equals
public class Demo{
public static void main(String args[]){
Dog dog = new Dog();
Dog dog1 = new Dog();
dog.name = "spot";
dog.says = "Ruff";
dog1.name = "scruffy";
dog1.says = "Wuff";
System.out.println("dog:name=" + dog.name + "dog:says = " + dog.says);
System.out.println("dog:name=" + dog1.name + "dog:says = " + dog1.says);
Dog dog2 = dog;
System.out.println(dog == dog1);//false
System.out.println(dog == dog2);//true
System.out.println(dog1 == dog2);//false
System.out.println(dog.equals(dog1));//false
System.out.println(dog.equals(dog2));//true
System.out.println(dog1.equals(dog2));//false
}
}
class Dog{
String name;
String says;
}
3.8 逻辑操作符
逻辑操作符 与&& 或|| 非!根据参数的逻辑关系,生成一个boolean
与、或、非只能应用于布尔值类型,同时生成的也是布尔类型。
布尔类型不能进行比较大小
3.8.1 短路
使用逻辑操作符的时候,会遇到短路的情况。当能够明确的知道逻辑表达式的值,余下的部分就不会再计算了
public class ShortCircut{
static boolean test1(int val){
System.out.println(val);
System.out.println(val < 1);
return val < 1;
}
static boolean test2(int val){
System.out.println(val);
System.out.println(val < 2);
return val < 2;
}
static boolean test3(int val){
System.out.println(val);
System.out.println(val < 3);
return val < 3;
}
public static void main(String args[]){
boolean b = test1(0) && test2(2) && test3(2); //true && false
System.out.println(b);//false
}
}
3.9 直接常量
public class Literals{
public static void main(String args[]){
int i1 = 0x2f;
System.out.println(Integer.toBinaryString(i1));//101111
int i2 = 0X2F;
System.out.println(Integer.toBinaryString(i2));//101111
int i3 = 0177;
System.out.println(Integer.toBinaryString(i3));//1111111
char c = 0xffff;
System.out.println(Integer.toBinaryString(c));//1111111111111111
byte b = 0x7f;
System.out.println(Integer.toBinaryString(b));//1111111
short s = 0x7fff;
System.out.println(Integer.toBinaryString(s));//111 1111 1111 1111
long n1 = 200L;
long n2 = 200l;
long n3 = 200;
float f1 = 1;//这里的1默认是int类型,将int类型赋值给取值范围更大大float类型是可以接受的。
float f2 = 1F;
float f3 = 1f;
double d1 = 1d;
double d2 = 1D;
double d3 = 1;
}
}
byte、short、char超出范围之后会转换成int类型,进行窄行转换
二进制没有直接常量表示方法
练习八:用十六进制和八进制计数法操作long值,用Long.toBinaryString来显示结果
public class Demo{
public static void main(String args[]){
long l = 0x1234f; //1 0010 0011 0100 1111
long ll = 01234; //1 010 011 100
System.out.println(Long.toBinaryString(l));
System.out.println(Long.toBinaryString(ll));
}
}
3.9.1 指数计数法
public class Exponents{
public static void main(String args[]){
float expFloat = 1.39e-43f;
System.out.println(expFloat);// 1.39E-43
double expDouble = 47e47d;
double expDouble2 = 47e47;
System.out.println(expDouble);4.7E48
}
}
3.10按位操作符
按位操作符用来操作整数基本类型中的单个比特(bit).按位操作符会对两个参数中对应的位进行布尔代数运算,并最终生成一个结果。
两个位都是1,&输出1;否则输出0.
两个位有一个1,|输出1;两个都是0,输出0;
^相同为0,不同为1;
~取反,输出相反的,所有的都取反,包括符号位。
按位操作符和逻辑操作符都是使用相同的符号,位只使用1个字符。
按位操作符可以和=联合使用。&=、|=、^=。但是~是一元操作符,不可以和=联合使用。
可以将布尔值当成单个的比特位来对待。可以执行& | ^,但不能执行~.但是不会有短路的效果。针对布尔值类型的按位运算增加了一个亦或逻辑操作符。
练习十:编写具有两个常量值的程序,一个具有交替的二级制1和0,其中最低有效位0,另一个也是交替的二级制1和0,但是最低有效位是1(使用十六机制最简单)。取这两个值,用按位操作符以所有的可能方式结合运算他们
public class Demo{
public static void main(String args[]){
int a = 0x1010; // 0000 0000 0000 0000 0001 0000 0001 0000
int b = 0x101;// 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0000 0001
System.out.println(Integer.toBinaryString(a & b));//0x0
System.out.println(Integer.toBinaryString(a | b));//0x1111
System.out.println(Integer.toBinaryString(a ^ b));//0x1111
System.out.println(Integer.toBinaryString(~a));//
System.out.println(Integer.toBinaryString(~b));//
}
}
//output:0
1000100010001
1000100010001
11111111111111111110111111101111
11111111111111111111111011111110
3.11 移位操作符
移位操作符操作的运算对象也是二进制的位。移位操作符只能用来处理整数类型。
左移位(<<):按照右边指定的位数将操作符左边的操作数向左移动(在低位补0)
右移位(>>):按照右边指定的位数将操作符左边的操作数向右移动(符号为正,高位插入0;符号为负,高位插1)
无符号右移(>>>):无论正负都补0
对char、byte、short类型的数据进行移位,会将他们先转换成int类型,并且得到的结果也是int。只有数值的低五位有效,可以防止移位超过int类型的位数。
只有数值右端的低5位才有用。这样可以防止移位超过int型值所具有的位数。我的理解如下:因为int类型是4个字节,32位,低5位最大为31(二进制为:11111),如果只有低5位有用,那么其实就是对操作符右边的数对32求模,例如33%32=1,等于只移动了1位,而32%32=0,等于没有移动,所以你永远不可能移动超过31位。而对long类型,因为long类型是8字节,64位,低6位最大为63(二进制为:111111),则低6位有用,移位才会不超出long型的范围。
———————————————— 版权声明:本文为优快云博主「showershow」的原创文章,遵循CC 4.0
BY-SA版权协议,转载请附上原文出处链接及本声明。
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本篇文章讲解了计算机的原码, 反码和补码. 并且进行了深入探求了为何要使用反码和补码, 以及更进一步的论证了为何可以用反码,
补码的加法计算原码的减法. 论证部分如有不对的地方请各位牛人帮忙指正! 希望本文对大家学习计算机基础有所帮助!一. 机器数和真值 在学习原码, 反码和补码之前, 需要先了解机器数和真值的概念.
1、机器数 一个数在计算机中的二进制表示形式, 叫做这个数的机器数。机器数是带符号的,在计算机用一个数的最高位存放符号, 正数为0,
负数为1.比如,十进制中的数 +3 ,计算机字长为8位,转换成二进制就是00000011。如果是 -3 ,就是 10000011 。
那么,这里的 00000011 和 10000011 就是机器数。
2、真值 因为第一位是符号位,所以机器数的形式值就不等于真正的数值。例如上面的有符号数 10000011,其最高位1代表负,其真正数值是
-3 而不是形式值131(10000011转换成十进制等于131)。所以,为区别起见,将带符号位的机器数对应的真正数值称为机器数的真值。例:0000 0001的真值 = +000 0001 = +1,1000 0001的真值 = –000 0001 = –1
二. 原码, 反码, 补码的基础概念和计算方法. 在探求为何机器要使用补码之前, 让我们先了解原码, 反码和补码的概念.对于一个数,
计算机要使用一定的编码方式进行存储. 原码, 反码, 补码是机器存储一个具体数字的编码方式.
- 原码 原码就是符号位加上真值的绝对值, 即用第一位表示符号, 其余位表示值. 比如如果是8位二进制:
[+1]原 = 0000 0001
[-1]原 = 1000 0001
第一位是符号位. 因为第一位是符号位, 所以8位二进制数的取值范围就是:
[1111 1111 , 0111 1111]
即
[-127 , 127]
原码是人脑最容易理解和计算的表示方式.
- 反码 反码的表示方法是:
正数的反码是其本身
负数的反码是在其原码的基础上, 符号位不变,其余各个位取反.
[+1] = [00000001]原 = [00000001]反
[-1] = [10000001]原 = [11111110]反
可见如果一个反码表示的是负数, 人脑无法直观的看出来它的数值. 通常要将其转换成原码再计算.
- 补码 补码的表示方法是:
正数的补码就是其本身
负数的补码是在其原码的基础上, 符号位不变, 其余各位取反, 最后+1. (即在反码的基础上+1)
[+1] = [00000001]原 = [00000001]反 = [00000001]补
[-1] = [10000001]原 = [11111110]反 = [11111111]补
对于负数, 补码表示方式也是人脑无法直观看出其数值的. 通常也需要转换成原码在计算其数值.
三. 为何要使用原码, 反码和补码 在开始深入学习前, 我的学习建议是先"死记硬背"上面的原码, 反码和补码的表示方式以及计算方法.
现在我们知道了计算机可以有三种编码方式表示一个数. 对于正数因为三种编码方式的结果都相同:
[+1] = [00000001]原 = [00000001]反 = [00000001]补
所以不需要过多解释. 但是对于负数:
[-1] = [10000001]原 = [11111110]反 = [11111111]补
可见原码, 反码和补码是完全不同的. 既然原码才是被人脑直接识别并用于计算表示方式, 为何还会有反码和补码呢?
首先, 因为人脑可以知道第一位是符号位, 在计算的时候我们会根据符号位, 选择对真值区域的加减. (真值的概念在本文最开头).
但是对于计算机, 加减乘数已经是最基础的运算, 要设计的尽量简单. 计算机辨别"符号位"显然会让计算机的基础电路设计变得十分复杂!
于是人们想出了将符号位也参与运算的方法. 我们知道, 根据运算法则减去一个正数等于加上一个负数, 即: 1-1 = 1 + (-1) = 0
, 所以机器可以只有加法而没有减法, 这样计算机运算的设计就更简单了.于是人们开始探索 将符号位参与运算, 并且只保留加法的方法. 首先来看原码:
计算十进制的表达式: 1-1=0
1 - 1 = 1 + (-1) = [00000001]原 + [10000001]原 = [10000010]原 = -2
如果用原码表示, 让符号位也参与计算, 显然对于减法来说, 结果是不正确的.这也就是为何计算机内部不使用原码表示一个数.
为了解决原码做减法的问题, 出现了反码:
计算十进制的表达式: 1-1=0
1 - 1 = 1 + (-1) = [0000 0001]原 + [1000 0001]原= [0000 0001]反 + [1111
1110]反 = [1111 1111]反 = [1000 0000]原 = -0发现用反码计算减法, 结果的真值部分是正确的. 而唯一的问题其实就出现在"0"这个特殊的数值上. 虽然人们理解上+0和-0是一样的,
但是0带符号是没有任何意义的. 而且会有[0000 0000]原和[1000 0000]原两个编码表示0.于是补码的出现, 解决了0的符号以及两个编码的问题:
1-1 = 1 + (-1) = [0000 0001]原 + [1000 0001]原 = [0000 0001]补 + [1111
1111]补 = [0000 0000]补=[0000 0000]原这样0用[0000 0000]表示, 而以前出现问题的-0则不存在了.而且可以用[1000 0000]表示-128:
(-1) + (-127) = [1000 0001]原 + [1111 1111]原 = [1111 1111]补 + [1000
0001]补 = [1000 0000]补-1-127的结果应该是-128, 在用补码运算的结果中, [1000 0000]补 就是-128. 但是注意因为实际上是使用以前的-0的补码来表示-128, 所以-128并没有原码和反码表示.(对-128的补码表示[1000
0000]补算出来的原码是[0000 0000]原, 这是不正确的)使用补码, 不仅仅修复了0的符号以及存在两个编码的问题, 而且还能够多表示一个最低数. 这就是为什么8位二进制,
使用原码或反码表示的范围为[-127, +127], 而使用补码表示的范围为[-128, 127].因为机器使用补码, 所以对于编程中常用到的32位int类型, 可以表示范围是: [-231, 231-1]
因为第一位表示的是符号位.而使用补码表示时又可以多保存一个最小值.四 原码, 反码, 补码 再深入 计算机巧妙地把符号位参与运算, 并且将减法变成了加法, 背后蕴含了怎样的数学原理呢?
将钟表想象成是一个1位的12进制数. 如果当前时间是6点, 我希望将时间设置成4点, 需要怎么做呢?我们可以:
往回拨2个小时: 6 - 2 = 4
往前拨10个小时: (6 + 10) mod 12 = 4
往前拨10+12=22个小时: (6+22) mod 12 =4
2,3方法中的mod是指取模操作, 16 mod 12 =4 即用16除以12后的余数是4.
所以钟表往回拨(减法)的结果可以用往前拨(加法)替代!
现在的焦点就落在了如何用一个正数, 来替代一个负数. 上面的例子我们能感觉出来一些端倪, 发现一些规律. 但是数学是严谨的. 不能靠感觉.
首先介绍一个数学中相关的概念: 同余
同余的概念 两个整数a,b,若它们除以整数m所得的余数相等,则称a,b对于模m同余
记作 a ≡ b (mod m)
读作 a 与 b 关于模 m 同余。
举例说明:
4 mod 12 = 4
16 mod 12 = 4
28 mod 12 = 4
所以4, 16, 28关于模 12 同余.
负数取模 正数进行mod运算是很简单的. 但是负数呢?
下面是关于mod运算的数学定义:
clip_image001
上面是截图, "取下界"符号找不到如何输入(word中粘贴过来后乱码). 下面是使用"L"和"J"替换上图的"取下界"符号:
x mod y = x - y L x / y J
上面公式的意思是:
x mod y等于 x 减去 y 乘上 x与y的商的下界.
以 -3 mod 2 举例:
-3 mod 2
= -3 - 2xL -3/2 J
= -3 - 2xL-1.5J
= -3 - 2x(-2)
= -3 + 4 = 1
所以:
(-2) mod 12 = 12-2=10
(-4) mod 12 = 12-4 = 8
(-5) mod 12 = 12 - 5 = 7
开始证明 再回到时钟的问题上:
回拨2小时 = 前拨10小时
回拨4小时 = 前拨8小时
回拨5小时= 前拨7小时
注意, 这里发现的规律!
结合上面学到的同余的概念.实际上:
(-2) mod 12 = 10
10 mod 12 = 10
-2与10是同余的.
(-4) mod 12 = 8
8 mod 12 = 8
-4与8是同余的.
距离成功越来越近了. 要实现用正数替代负数, 只需要运用同余数的两个定理:
反身性:
a ≡ a (mod m)
这个定理是很显而易见的.
线性运算定理:
如果a ≡ b (mod m),c ≡ d (mod m) 那么:
(1)a ± c ≡ b ± d (mod m)
(2)a * c ≡ b * d (mod m)
如果想看这个定理的证明, 请看:http://baike.baidu.com/view/79282.htm
所以:
7 ≡ 7 (mod 12)
(-2) ≡ 10 (mod 12)
7 -2 ≡ 7 + 10 (mod 12)
现在我们为一个负数, 找到了它的正数同余数. 但是并不是7-2 = 7+10, 而是 7 -2 ≡ 7 + 10 (mod 12) ,
即计算结果的余数相等.接下来回到二进制的问题上, 看一下: 2-1=1的问题.
2-1=2+(-1) = [0000 0010]原 + [1000 0001]原= [0000 0010]反 + [1111 1110]反
先到这一步, -1的反码表示是1111 1110. 如果这里将[1111 1110]认为是原码, 则[1111 1110]原 = -126,
这里将符号位除去, 即认为是126.发现有如下规律:
(-1) mod 127 = 126
126 mod 127 = 126
即:
(-1) ≡ 126 (mod 127)
2-1 ≡ 2+126 (mod 127)
2-1 与 2+126的余数结果是相同的! 而这个余数, 正式我们的期望的计算结果: 2-1=1
所以说一个数的反码, 实际上是这个数对于一个膜的同余数. 而这个膜并不是我们的二进制, 而是所能表示的最大值! 这就和钟表一样,
转了一圈后总能找到在可表示范围内的一个正确的数值!而2+126很显然相当于钟表转过了一轮, 而因为符号位是参与计算的, 正好和溢出的最高位形成正确的运算结果.
既然反码可以将减法变成加法, 那么现在计算机使用的补码呢? 为什么在反码的基础上加1, 还能得到正确的结果?
2-1=2+(-1) = [0000 0010]原 + [1000 0001]原 = [0000 0010]补 + [1111 1111]补
如果把[1111 1111]当成原码, 去除符号位, 则:
[0111 1111]原 = 127
其实, 在反码的基础上+1, 只是相当于增加了膜的值:
(-1) mod 128 = 127
127 mod 128 = 127
2-1 ≡ 2+127 (mod 128)
此时, 表盘相当于每128个刻度转一轮. 所以用补码表示的运算结果最小值和最大值应该是[-128, 128].
但是由于0的特殊情况, 没有办法表示128, 所以补码的取值范围是[-128, 127]
本人一直不善于数学, 所以如果文中有不对的地方请大家多多包含, 多多指点!
public class URShift{
public static void main(String args[]){
int i = -1;
//1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001原码
//反码 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110
//补码 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111
System.out.println(Integer.toBinaryString(i));
i >>>= 10;
System.out.println(Integer.toBinaryString(i));
// 11 1111 1111 1111 1111 1111
long l = -1;
// 64位个1
System.out.println(Long.toBinaryString(l));
l >>>= 10;
System.out.println(Long.toBinaryString(l));
short s = -1;
//short -->int
// 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111
System.out.println(Integer.toBinaryString(s));
s >>>= 10;
// 先转换成int,在右移,截断,赋值给原来的类型
//int 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111
//右移 11 1111 1111 1111 1111 1111
//截断 1111 1111 1111 1111 这是补码
//反码 1111 1111 1111 1110
//原码 1000 0000 0000 0001 = -1
//short 类型的-1 通过Integer又会被转换成Integer类型
//-1 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 补码
System.out.println(Integer.toBinaryString(s));
byte b = -1;
System.out.println(Integer.toBinaryString(b));
b >>>= 10;
System.out.println(Integer.toBinaryString(b));
b = -1;
System.out.println(Integer.toBinaryString(b));
System.out.println(Integer.toBinaryString(b >>> 10));
}
}
首先这是针对int占4个字节的情况。 最高位是符号位,1表示是负数,0表示是非负数。 0111 1111 1111
1111,这是int_max,可能我们就会想为什么最小值不是-int_max呢?
因为计算机是以补码的形式来存储数字的,不管-0还是+0,补码都是0000 0000 0000 0000,
这就造成了没有任何一个数的补码是1000 0000 0000
0000,所以就可以把这个补码用来存储一个数(不要浪费资源嘛),就规定用它来存储-(int_max+1),所以int最小值是-2147483648,即
1000 0000 0000 0000。【拓展】: 因此我们也发现,2147483647 + 1会溢出变成-2147483648 因为2147483647 补码是:0111
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 加1之后补码就变成了:1000 0000 0000 0000 0000
0000 0000 0000 这正好就是-2147483648的补码所以在int中用于正数表示的有31位,能表示的数就是2^31 = 2147483648个 加上0之后的话,最大值就只能到2147483647
同理负数也有31位的空间去表示 只能表示2147483648这么多个数,因为-0不需要表示,所以负数就多出一个数可以表示
就用这个多出来的表示-2147483648所以java中int能表示的最大值就是2147483647 能表示的最小值是-2147483648 ————————————————
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练习11:以一个最高有效位是1的二进制数字开始,用有符号右移操作符对其右移,直至所有的二进制都被移除
public class Demo{
public static void main(String args[]){
int i = -0xfffff;
System.out.println(i);
System.out.println(Integer.toBinaryString(i));//Integer.toBinaryString();打印的值是变量的补码
//11111111111100000000000000000001
i >>= 1;//负数补1
System.out.println(Integer.toBinaryString(i));
//-1048575
//11111111111100000000000000000001
//11111111111110000000000000000000
// i >>= 1
//i >> =
}
}
public class Demo1{
public static void main(String args[]){
int i = 0xf;
System.out.println(i);
System.out.println(Integer.toBinaryString(i));
int ii = -0xf;
System.out.println(ii);
//1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0001 补码
//1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0000 反码
//1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111 原码
System.out.println(Integer.toBinaryString(ii));
}
}
练习12:一个所有位都是1的二进制数开始,先左移它,然后使用无符号右移操作符对其进行右移,直至所有的二进制位都被移除为止。
public class Demo{
public static void main(String args[]){
int x = -1;
System.out.println(Integer.toBinaryString(x));
x <<= 1;
//左移低位补0
System.out.println(Integer.toBinaryString(x));
//无符号右移,补0
x >>>= 1;
System.out.println(Integer.toBinaryString(x));
x >>>= 1;
System.out.println(Integer.toBinaryString(x));
}
}
练习13:编写一个方法,它以二进制形式显示char类型的值。使用多个不同的字符来显示
public class Demo{
public static void main(String args[]){
show('a');
show('x');
}
static void show(char c){
System.out.println(c + 0);
System.out.println(Integer.toBinaryString(c));
}
}
3.12三元操作符if-else
三元操作符也被称为条件操作符。他有三个操作数,最终会生成一个值
boolean-exp ? value0 : value1;
true结果为value0
false结果为value1
public class Demo{
public static void main(String args[]){
System.out.println(test1(9));
System.out.println(test2(10));
System.out.println(test1(9));
System.out.println(test2(10));
}
static int test1(int i){
return i < 10 ? i * 100 : i * 10;
}
static int test2(int i){
if(i < 10){
return i * 100;
}else{
return i * 10;
}
}
}
三元运算符和if-else不同,他能直接产生一个值
3.13 字符串操作符 + 和+=
连接不同的字符串。如果表达式以字符串开头,后续都会转换成字符串
public class Demo{
public static void main(String args[]){
int x = 0, y = 1, z = 2;
String s = "x, y, z ";
System.out.println(s + x + y + z);//全部变成String x, y , z 012
System.out.println(x + " " + s);//0 x, y, z
s += "(summed) = ";//s = s +summed == x, y, z (sumned) =
System.out.println(s + (x + y + z));//x, y, z 3
System.out.println("" + x);// 0
}
}
3.14使用操作符常犯的错误
while(x = y){
}
//很明显比较的是两个变量是否相等,但是却进行了变量的赋值。
3.15 类型转换操作符
类型转换:Java会将一种数据类型自动转换成另一种数据类型。
public class Casting{
public static void main(String args[]){
int i = 200;
long lng = (long)i;//从小范围到大范围可以不用手动转型
lng = i;//自动进行
long lng2 = (long)200;
lng2 = 200;
//从大范围到小范围必须进行强制类型转换
i = (int)lng2;
}
}
窄型转换:将能容纳更多信息的数据类型转换成无法容纳那么多信息的类型,会损失信息,所以需要进行强制类型转换。
扩展转化:新类型一定能够容纳原来类型的数据,不会造成信息的丢失
Java中可以将任何基本类型转换成别的基本类型,除了Boolean类型。Boolean类型不能做任何的类型转换。
类不允许进行类型转换,但是可以在自己的一系列类中进行转换。
3.15.1截尾和舍入
public class Demo{
public static void main(String args[]){
double above = 0.7, below = 0.4;
float fabove = 0.7f, fbelow = 0.4f;
System.out.println((int)above +""+(int)below);
System.out.println((int)fabove+""+(int)fabove);
}
}
float和double类型转换成整型的时候,总是对小数点后面的数据进行舍弃。
如果要保留则需要使用Math中的round方法
public class Demo{
public static void main(String args[]){
double above = 0.7, below = 0.4;
float fabove = 0.7f, fbelow = 0.4f;
System.out.println(Math.round(above)+""+Math.round(below));
System.out.println(Math.round(fabove)+""+Math.round(fbelow));
//round方法四舍五入
}
}
3.15.2 提升
对基本类型执行算术运算符或者按位运算,只要比int类型小(char、byte、short),在运算之前会自动转换成int类型,生成的结果也是int类型。
小赋值给大,不需要转换
大赋值给小,需要强制转换
大和小一起运算,会提升为大的数据类型
3.16Java没有sizeof
3.17操作符小结
public class Demo{
public static void main(String args[]){
void f(boolean){}
//验证boolean类型可以进行的转换
void boolTest(boolean x, boolean y){
// x = x * y
// x = x / y
// x = x % y
// x = x + y
// x = x - y
// x++
// x--
// x = +y
// x = -y boolean类型不能够进行算数运算
//f(x > y) boolean不能比较大小
//f(x >= y)
//f(x < y)
//f(x <= y)
f(x == y);
f(x != y);//boolean 可以使用 = == !=
f(!y);
x = x && y;
x = x || y;
// x = ~x //Boolean在位运算符中可以进行 & | ^ 没有 ~(非)
x = x & y;
x = x | y;
x = x ^ y;
//x = x << 1;
//x = x >> 1;
//x = x >>> 1;
//x += y
//x -= y
//x *= y
//x /= y
//x %= y
//x <<= 1
//x >>= 1
//x >>>= 1
y &= y;
y |= y;
y ^= y;
//char c = (char)x;
//byte b = (byte)x;
//short s = (short)x;
//int i = (int)x;
//long l = (long)x;
//float f = (float)x;
//double d = (double)x;
}
//验证char类型数据可以进行的操作
void charTest(char x, char y){
x = (char)(x * y);//char类型进行运算都会先转换成int类型,int赋值给char需要强制转换
x = (char)(x / y);
x = (char)(x % y);
x = (char)(x + y);
x = (char)(x - y);
x++; //java中的自增和自减运算不需要强制类型转换
x--;
x = (char)+y;
x = (char)-y;
f(x > y);
f(x < y);
f(x <= y);
f(x == y);
f(x != y);
//f(x && y)
//f(x || y)
//f(!x)
x = (char)~y;//取反,包含符号位
x = (char)(x & y);
x = (char)(x | y);
x = (char)(x ^ y);
x = (char)(x << 1);
x = (char)(x >> 1);
x = (char)(x <<< 1);
x += y;
x -= y;
x *= y;
x /= y;
x %= y;
x <<= 1;
x >>= 1;
x >>>= 1;
x &= y;
x |= y;
x ^= y;
//boolean b1 =(boolean)x;
byte b = (byte)x;
short s = (short)x;
int i = (int)x;
long l = (long)x;
float f = (float)x;
double d = (double)x;
//char--byte--short--int--long--float--double
}
void byteTest(byte x, byte y){
x =(byte) (x * y);
x = (byte) (x / y);
x = (byte)(x + y);
x = (byte)(x - y);
x = (byte)(x % y);
x--;
x =(byte)+y;
x = (byte)-y;
f(x > y);
f(x >= y);
f(x < y);
f(x <= y);
f(x == y);
f(x != y);
//f(!x);
//f(x && y);
//f(x || y);
x = (byte)~y;
x = (byte)(x & y);
x = (byte)(x | y);
x = (byte)(x ^ y);
x = (byte)(x << 1);
x = (byte)(x >> 1);
x = (byte)(x <<< 1);
x += y;
x -= y;
x *= y;
x /= y;
x %= y;
x <<= 1;
x >>= 1;
x <<<= 1;
x &= y;
x |= y;
x ^= y;
//boolean b1 = (boolean)x;
char c =(char)x;
short s = (short)x;
int i =(int)x;
long l = (long)x;
float f = (float)x;
double d =(double)x;
}
void shortTest(short x, short y){
y = (short)(x * y);
y = (short)(x / y);
y = (short)(x + y);
y = (short)(x - y);
y = (short)(x % y);
x++;
x--;
x =(short)+y;
x =(short)-y;
f(x > y);
f(x >= y);
f(x < y);
f(x <= y);
f(x == y);
f(x != y);
//f(!x);
//f(x && y);
//f(x || y);
x =(short)~y;
x =(short)(x & y);
x = (short)(x | y);
x =(short)(x ^ y);
x =(short)(x << 1);
x = (short)(x >> 1);
x =(short)(x >>> 1);
x += y;
x -= y;
x *= y;
x /= y;
x %= y;
x <<= 1;
x >>= 1;
x >>>= 1;
x &= y;
x ^= y;
y |= y;
//boolean b1 =(boolean)x;
char c = (char)x;
byte b= (byte)x;
int i = (int)x;
long l = (long)x;
float f = (float)x;
double d = (double)x;
}
void intTest(int x, int y){
x = x * y;
x = x / y;
x = x + y;
x = x - y;
x = x % y;
x++;
x--;
x = +y;
x = -y;
f(x > y);
f(x >= y);
f(x < y);
f(x <= y);
f(x == y);
f(x != y);
//f(!x);
//f(x && y);
//f(x || y);
x = -y;
x = x & y;
x = x | y;
x = x ^ y;
x = x << 1;
x = x >> 1;
x = x >>> 1;
x += y;
x -= y;
x *= y;
x /= y;
x %= y;
x <<= 1;
x >>= 1;
x >>>= 1;
x &= y;
x |= y;
x ^= y;
//boolean bl =(boolean)x;
char c = (char)x;
byte b = (byte)x;
short s = (short)x;
long l = (long)x;
float f = (float)x;
double d = (double)x;
}
void longTest(long x, long y){
x = x * y;
x = x / y;
x = x + y;
x = x - y;
x = x % y;
x++;
x--;
x = +y;
x = -y;
f(x > y);
f(x >= y);
f(x < y);
f(x <= y);
f(x == y);
f(x != y);
//f(!x)
//f(x && y);
//(x || y);
x = ~y;
x = x & y;
x = x | y;
x = x ^ y;
x = x << 1;
x = x >> 1;
x = x >>> 1;
x += y;
x -= y;
x *= y;
x /= y;
x %= y;
x <<= 1;
x >>= 1;
x >>>= 1;
x &= y;
x ^= y;
x |= y;
//boolean bl = (boolean)x;
char c =(char)x;
byte b = (byte)x;
short s = (short)x;
int i = (int)x;
float f = (float)x;
double d = (double)x;
}
void floatTest(float x, float y){
x = x * y;
x = x / y;
x = x + y;
x = x - y;
x = x % y;
x++;
x--;
x = +y;
x = -y;
f(x > y);
f(x >= y)
f(x < y);
f(x <= y);
f(x == y);
f(x != y);
//f(!x);
//f(x && y);
//f(x || y);
//x = ~y; 只有整数型才能进行位运算
//x = x & y;
//x = x | y;
//x = x ^ y;
//x = x << 1;
//x = x >> 1;
//x = x >>> 1;
x += y;
x -= y;
x *= y;
x /= y;
x %= y;
//x <<= 1;
//x >>= 1;
//x >>>= 1;
//x &= y;
//x |= y;
//x ^= y;
//boolean bl = (boolean)x;
char c = (char)x;
byte b = (byte)x;
short s = (short)x;
int i = (int)x;
long l = (long)x;
double d =(double)x;
}
void doubleTest(double x, double y){
x = x * y;
x = x / y;
x = x + y;
x = x - y;
x = x % y;
x++;
x--;
x = +y;
x = -y;
f(x > y);
f(x >= y);
f(x < y);
f(x <= y);
f(x == y);
f(x != y);
//f(!x);
//f(x && y);
//f(x || y);
//x = ~y;
//x = x & y;
//x = x | y;
//x = x ^ y;
//x = x >> 1;
//x = x << 1;
//x = x >>> 1;
x += y;
x -= y;
x /= y;
x *= y;
x %= y;
//x <<= 1;
//x >>= 1;
//x >>>= 1;
//x &= y;
//x |= y;
//x ^= y;
//boolean b = (boolean)x;
char c = (char)x;
byte b = (byte)x;
short s = (short)x;
int i = (int)x;
float f = (flaot)x;
long l = (long)x;
}
}
}
能够对布尔值进行的运算非常少。
char、byte、short进行运算会被提升为int类型。
public class Demo{
public static void main(String args[]){
int x = Integer.MAX_VALUE;
int y = Integer.MAX_VALUE;
System.out.println(x * y);
}
}
//output:结果是1
练习14:编写一个接受两个字符串参数的方法,用各种布尔值的比较关系来比较这两个字符串,打印结果。做==和!=比较的同时,用eqauals方法比较
public class Demo{
public static void main(String args[]){
test("123", "123");
test("f", "df");
test(new String("1"), new String("1"));
}
static void test(String s1, String s2){
System.out.println(s1 == s2);
System.out.println(s1 != s2);
System.out.println(s1.equals(s2));
}
/**
true
false
true
false
true
false
false
true
true
*/
}