Java学习之旅第一季-16：运算符之算术运算符-优快云博客

算术运算符是一种将数值作为操作数并执行算术运算（例如加法和减法）以计算另一个数值的运算符。下表列出了 Java 中的所有算术运算符。其中运算符只能与数值类型的操作数一起使用。也就是说，算术运算符的两个操作数都必须是 byte、short、char、int、long、float 和 double 类型中的某一种。

下面的例子首先以int类型的数据进行演示。

16.1 + 运算符

这个运算符比较好理解，它是一个二元运算符，用于数值之间的操作，就是进行数学意义上的求和；不过它还能用于字符串之间的拼接。另外，如果直接放在数据或变量前面则表示正数，此时也可以认为它是一个一元运算符，本小节主要探讨作为二元运算符进行数值相加的场景。

int num1 = 1;
int num2 = num1 + 10;
System.out.println(num2);    // 输出 11

16.2 - 运算符

和 + 类似，- 运算符主要用于两个数值之间的差，也可以变量前获取其相反数。

 int num3 = 10 - 5;
System.out.println(num3);    // 输出 5

16.3 * 运算符

用于计算两个数值的乘积，示例如下：

System.out.println(2 * 5);   // 输出 10

注意这里的乘法使用的是字母星号来表示。

16.4 / 运算符

计算两个数值的商。示例如下：

System.out.println(10 / 5);    // 输出 2
System.out.println(-10 / 2);   // 输出 -5
System.out.println(10 / 3);    // 输出 3
System.out.println(11 / 3);    // 输出 3

第1行和第2行代码没有什么需要解释的，第3行代码需要注意的是，我们从数学计算的角度会认为结果是 3.3333…、但是结果却是3，这是因为参与运算的两个数默认都是int类型，那么结果也只能是int类型。

第4行需要留意的是没有采取四舍五入的方式将结果计算为4，而是直接舍弃小数位，保留正数为 3、

同时也要注意，要避免使用零作为除数，，比如：

System.out.println(1 / 0);   // 会抛出异常

但是如果是浮点型数据除以0，则不会排除异常，会输出 Infinity，即无穷大。

System.out.println(1.0 / 0);

16.5 % 运算符

计算两个数值的余数，也称为取模，符号取决于被除数。示例如下：

System.out.println(10 % 3);    // 输出 1
System.out.println(-10 % 3);   // 输出 -1
System.out.println(10 % -3);   // 输出 1
System.out.println(-10 % -3);  // 输出 -1

对于%运算的结果，可以先取绝对值计算，然后将计算结果的符号与被除数保持一致即可。

16.6 复合赋值运算符

与数学运算相关的复合赋值运算符包括：+=、-=、*=、/=、%= 。下面主要以 += 为例。

如果针对某变量进行了运算之后的结果赋值给该变量，常规写法是这样的：

int num1 = 1；
num1 = num1 + 5;   // num1自身增加5

而符合赋值运算符使用时，代码更简洁，在编译器内部也有一定的性能优化：

int num1 = 1；
num1 += 5;      // 效果上与 num1 = num1 + 5;一样

当然右边参与运算的数也可以是负数：

int num1 = 1；
num1 += -5;   // num1自身减少 5，相当于 num1 -= 5;

其他类似的复合赋值运算符就不再赘述了。

16.7 自增自减运算符

如果仅仅针对数值类型的变量进行自增1或自减1，可以使用更加简单的语法。

自增自减运算符的一元运算符，用于对数值类型的操作数自身进行加1或减1，可以出现在操作数的前面或后面。

++：自增运算符，对操作数自增1
–：自减运算符，对操作数自减1

int num1 = 1;
num1++;
System.out.println(num1);  // 输出 2
int num2 = 1;
num2--;
System.out.println(num2);  // 输出 0

上述代码的结果很好理解，但是如果自增自减运算符参与运算之后的表达式仅需参与运算，则自增自减运算符在变量前与在变量后是有区别的。先说结论：

运算符在前：先执行自增或自减再参与运算
运算符在后：先参与运算再执行自增或自减

比如以下示例代码：

int num3 = 3;
System.out.println(num3++);  // 先参与运算，即先输出3，然后再自增为4
System.out.println(num3);    // 输出自增后的结果 4

int num4 = 4;
System.out.println(--num4);  // 先自减结果为3，然后再输出结果3
System.out.println(num4);    // 输出自减后的结果3

对byte、short类型的数据自增或自减，其类型不会变，如直接加1或减1，其结果的数据类型会成为int，比如：

byte b = 1;
b++;
b = b + 1;  // 编译错误

看起来第2行与第3行是一个效果但是对于 b+1 这个表达式，由于1 是int ，会导致整个运算结果为int，就没法直接给byte类型的b赋值了。

16.8 算术运算中的通用规则

参与运算的数据类型为short，byte，char类型则自动转换为int，char类型会转为对应的ASCII码
计算结果的数据类型为参与运算数据的最大范围数据类型，比如：1 +1.1 那么结果就是double类型
/ 和 % 不能将0作为除数，但是0.0或0.0D作为除数返回特殊的值
float与double计算不精确，之前介绍浮点数据类型演示过，可以参考Java学习之旅第一季-10：数据类型之浮点数值类型
最大值或最小值计算可能会溢出导致结果不正确，但不报错，比如： Integer.MAX_VALUE+1，结果为 -2147483648

16.9 小结

本小节主要介绍了Java中的算术运算符，包括基本的加、减、乘、除、求余等，还有复合赋值运算符及自增自减运算符的使用及注意事项。