Java运算符详解
Java运算符详解
前言
Java运算符用于执行各种操作，包括算术、比较、位运算、逻辑运算和赋值等。这些运算符允许程序员在代码中执行各种计算、判断和赋值任务，从而控制程序的流程和输出结果。掌握Java运算符的使用对于编写高效、准确的Java程序至关重要。
一、算术运算符
基本四则运算符
+ - * / %规则比较简单, 值得注意的是除法:
注意要点
int/int
int / int 结果还是 int, 需要使用 double 来计算
public static void main(String[] args) {
int a = 1;
int b = 2;
System.out.println(a / b);
}
0 不能作为除数
public static void main(String[] args) {
int a = 1;
int b = 0;
System.out.println(a / b);
}
% 表示取余
% 表示取余, 不仅仅可以对 int 求模, 也能对 double 来求模
public static void main(String[] args) {
System.out.println(11.5 % 2.0);
}
增量赋值运算符
+= -= *= /= %=public static void main(String[] args) {
int a = 10;
a += 1; // 等价于 a = a + 1
System.out.println(a);
}
自增/自减运算符
++ --public static void main(String[] args) {
int a = 10;
int b = ++a;
System.out.println(b);
int c = a++;
System.out.println(c);
}
结论
- 如果不取自增运算的表达式的返回值, 则前置自增和后置自增没有区别.
- 如果取表达式的返回值, 则前置自增的返回值是自增之后的值, 后置自增的返回值是自增之前的值.
二、关系运算符
关系运算符主要有六个
== != < > <= >=public static void main(String[] args) {
int a = 10;
int b = 20;
System.out.println(a == b);
System.out.println(a != b);
System.out.println(a < b);
System.out.println(a > b);
System.out.println(a <= b);
System.out.println(a >= b);
}
注意: 关系运算符的表达式返回值都是 boolean 类型.
三、逻辑运算符
逻辑运算符主要有三个
&& || !注意: 逻辑运算符的操作数(操作数往往是关系运算符的结果)和返回值都是 boolean .
逻辑与 &&
规则: 两个操作数都为 true, 结果为 true, 否则结果为 false.
public static void main(String[] args) {
int a = 10;
int b = 20;
int c = 30;
System.out.println(a < b && b < c);
}
逻辑或 ||
规则: 两个操作数都为 false, 结果为 false, 否则结果为 true
public static void main(String[] args) {
int a = 10;
int b = 20;
int c = 30;
System.out.println(a < b || b < c);
}
逻辑非 !
规则: 操作数为 true, 结果为 false; 操作数为 false, 结果为 true(这是个单目运算符, 只有一个操作数).
public static void main(String[] args) {
int a = 10;
int b = 20;
System.out.println(!(a < b));
}
短路求值
&& 和 || 遵守短路求值的规则.
public static void main(String[] args) {
System.out.println(10 > 20 && 10 / 0 == 0); // 打印 false
System.out.println(10 < 20 || 10 / 0 == 0); // 打印 true
}
我们都知道, 计算 10 / 0 会导致程序抛出异常.
但是上面的代码却能正常运行, 说明 10 / 0 并没有真正被求值.
结论
- 对于
&&, 如果左侧表达式值为false, 则表达式的整体的值一定是false, 无需计算右侧表达式. - 对于
||, 如果左侧表达式值为true, 则表达式的整体的值一定是true, 无需计算右侧表达式.
& 和 |
& 和 | 如果操作数为 boolean 的时候, 也表示逻辑运算. 但是和 && 以及 || 相比, 它们不支持短路求值.
public static void main(String[] args) {
System.out.println(10 > 20 & 10 / 0 == 0); // 程序抛出异常
System.out.println(10 < 20 | 10 / 0 == 0); // 程序抛出异常
}
四、位运算符
Java 中对数据的操作的最小单位不是字节, 而是二进制位.
位运算符主要有四个
& | ~ ^位操作表示 按二进制位运算.
计算机中都是使用二进制来表示数据的(01构成的序列), 按位运算就是在按照二进制位的每一位依次进行计算.
按位与 &:
如果两个二进制位都是 1, 则结果为 1, 否则结果为 0.
public static void main(String[] args) {
int a = 10;
int b = 20;
System.out.println(a & b);
}
进行按位运算, 需要先把 10 和 20 转成二进制, 分别为 1010 和 10100
按位或 |
如果两个二进制位都是 0, 则结果为 0, 否则结果为 1.
public static void main(String[] args) {
int a = 10;
int b = 20;
System.out.println(a | b);
}
运算方式和按位于类似.
注意: 当 & 和 | 的操作数为整数(int, short, long, byte) 的时候, 表示按位运算, 当操作数为 boolean 的时候, 表示逻辑运算.
按位取反 ~
如果该位为 0 则转为 1, 如果该位为 1 则转为 0
public static void main(String[] args) {
int a = 0xf;
System.out.printf("%x\n", ~a);
}
注意
- 0x 前缀的数字为 十六进制 数字. 十六进制可以看成是二进制的简化表示方式. 一个十六进制数字对应 4 个二进制位.
- 0xf 表示 10 进制的 15, 也就是二进制的 1111
printf能够格式化输出内容,%x表示按照十六进制输出.\n表示换行符
按位异或 ^
如果两个数字的二进制位相同, 则结果为 0, 相异则结果为 1.
public static void main(String[] args) {
int a = 0x1;
int b = 0x2;
System.out.printf("%x\n", a ^ b);
}
五、移位运算
移位运算符有三个
<< >> >>>都是按照二进制位来运算
左移 <<
最左侧位不要了, 最右侧补 0.
public static void main(String[] args) {
int a = 0x10;
System.out.printf("%x\n", a << 1);
}
右移 >>
最右侧位不要了, 最左侧补符号位(正数补0, 负数补1)
public static void main(String[] args) {
int a = 0x10;
System.out.printf("%x\n", a >> 1);
int b = 0xffff0000;
System.out.printf("%x\n", b >> 1);
}
无符号右移 >>>
最右侧位不要了, 最左侧补 0.
public static void main(String[] args) {
int a = 0xffffffff;
System.out.printf("%x\n", a >>> 1);
}
注意
- 左移 1 位, 相当于原数字
*2. 左移 N 位, 相当于原数字*2 的N次方. - 右移 1 位, 相当于原数字
/2. 右移 N 位, 相当于原数字/2 的N次方. - 由于计算机计算移位效率高于计算乘除, 当某个代码正好乘除 2 的N次方的时候可以用移位运算代替.
- 移动负数位或者移位位数过大都没有意义.
六、条件运算符
条件运算符只有一个
表达式1 ? 表达式2 : 表达式3当 表达式1 的值为 true 时, 整个表达式的值为 表达式2 的值; 当 表达式1 的值为 false 时, 整个表达式的值为 表达式3 的值.
也是 Java 中唯一的一个 三目运算符, 是条件判断语句的简化写法.
public static void main(String[] args) {
// 求两个整数的最大值
int a = 10;
int b = 20;
int max = a > b ? a : b;
}七、运算符的优先级
先看一段代码
public static void main(String[] args) {
System.out.println(1 + 2 * 3);
}结果为 7, 说明先计算了 2*3 , 再计算 1+
System.out.println(10 < 20 && 20 < 30);此时明显是先计算的 10 < 20 和 20 < 30, 再计算 &&. 否则 20 && 20 这样的操作是语法上有误的(&& 的操作数只能是boolean).
运算符之间是有优先级的. 具体的规则我们不必记忆. 在可能存在歧义的代码中加上括号即可.
Java运算符有不同的优先级，下面是按照优先级从高到低的顺序排列的常见运算符：
- 括号：
() - 一元运算符：
+(正号),-(负号),++(自增),--(自减),!(逻辑非) - 乘性运算符：
*(乘法),/(除法),%(取余) - 加性运算符：
+(加法),-(减法) - 移位运算符：
<<(左移),>>(带符号右移),>>>(无符号右移) - 关系运算符：
>(大于),<(小于),>=(大于等于),<=(小于等于),instanceof(类型检查) - 相等运算符：
==(相等),!=(不相等) - 位运算符：
&(位与),^(位异或),|(位或) - 逻辑运算符：
&&(逻辑与),||(逻辑或) - 条件运算符：
? :(三目运算符) - 赋值运算符：
=(赋值),+=,-=,*=,/=,%=,&=,^=,|=,<<=,>>=,>>>= Lambda表达式运算符：->- 逗号运算符：
,
注意：优先级越高的运算符在表达式中的计算顺序越早。如果出现优先级相同的运算符，则按照从左到右的顺序计算。另外，可以通过使用括号来改变运算符的计算顺序。
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