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  • Java中的运算符(操作符)

       程序的基本功能是处理数据,任何编程语言都有自己的运算符。因为有了运算符,程序员才写出表达式,实现各种运算操作,实现各种逻辑要求。

       为实现逻辑和运算要求,编程语言设置了各种不同的运算符,且有优先级顺序,所以有的初学者使用复杂表达式的时候搞不清楚。这里详细介绍一下Java中的运算符。

        Java运算符很多,下面按优先顺序列出了各种运算符。

       

    优先级 运算符分类 结合顺序 运算符

    分隔符 左结合 .    []     ( )     ;      ,
    一元运算符 右结合 !  ++     --     -   ~

    算术运算符

    移位运算符

    左结合 *     /      %    +     -      <<   >>   >>>
    关系运算符 左结合 <     >     <=   >=   instanceof(Java 特有)   = =  !=
    逻辑运算符 左结合 ! &&  ||  ~  &  |  ^
    三目运算符 右结合 布尔表达式?表达式1:表达式2
    赋值运算符 右结合 =  *=     /=  %=   +=   -=    <<= >>= >>>=  &=  *=  |=

    一、一元运算符

        因操作数是一个,故称为一元运算符。

    运算符 含义 例子
    - 改变数值的符号,取反 -x(-1*x)
    ~ 逐位取反,属于位运算符 ~x
    ++ 自加1 x++
    -- 自减1 x--

    ++x 因为++在前,所以先加后用。 x++ 因为++在后,所以先用后加。

    注意:a+ ++b和a+++b是不一样的(因为有一个空格)。

      int a=10;   int b=10;   int sum=a+ ++b;   System.out.println("a="+a+",b="+b+",sum="+sum); 运行结果是: a=10,b=11,sum=21

      int a=10;   int b=10;   int sum=a+++b;    System.out.println("a="+a+",b="+b+",sum="+sum); 运行结果是:a=11,b=10,sum=20

    n=10; m=~n; 变量n的二进制数形式:                 00000000 00000000 00000000 00001010 逐位取反后,等于十进制的-11: 11111111 11111111 11111111 11110101

    二、算术运算符

        所谓算术运算符,就是数学中的加、减、乘、除等运算。因算术运算符是运算两个操作符,故又称为二元运算符。

    运算符 含义 例子
    + 加法运算 x+y
    - 减法运算 x-y
    * 乘法运算 x*y
    / 除法运算 x/y
    % 取模运算(求余运算) x%y

        这些操作可以对不同类型的数字进行混合运算,为了保证操作的精度,系统在运算过程中会做相应的转化。数字精度的问题,我们在这里不再讨论。下图中展示了运算过程中,数据自动向上造型的原则。

        注:1、实线箭头表示没有信息丢失的转换,也就是安全性的转换,虚线的箭头表示有精度损失的转化,也就是不安全的。       2、当两个操作数类型不相同时,操作数在运算前会子松向上造型成相同的类型,再进行运算。

    示例如下:

    1. int a=22; 
    2. int b=5; 
    3. double c=5; 
    4.  
    5. System.out.println(b+"+"+c+"="+(b+c)); 
    6. System.out.println(b+"-"+c+"="+(b-c)); 
    7. System.out.println(b+"*"+c+"="+(b*c)); 
    8. System.out.println(a+"/"+b+"="+(a/b)); 
    9. System.out.println(a+"%"+b+"="+(a%b)); 
    10. System.out.println(a+"/"+c+"="+(a/c)); 
    11. System.out.println(a+"%"+c+"="+(a%c)); 

    运行结果如下:

    5+5.0=10.0 5-5.0=0.0 5*5.0=25.0 22/5=4 22%5=2 22/5.0=4.4 22%5.0=2.0

    三、移位运算符

       移位运算符操作的对象就是二进制的位,可以单独用移位运算符来处理int型整数。

    运算符 含义 例子
    << 左移运算符,将运算符左边的对象向左移动运算符右边指定的位数(在低位补0) x<<3
    >> "有符号"右移运算 符,将运算符左边的对象向右移动运算符右边指定的位数。使用符号扩展机制,也就是说,如果值为正,则在高位补0,如果值为负,则在高位补1. x>>3
    >>> "无符号"右移运算 符,将运算符左边的对象向右移动运算符右边指定的位数。采用0扩展机制,也就是说,无论值的正负,都在高位补0. x>>>3

    以int类型的6297为例,代码如下:

    1. System.out.println(Integer.toBinaryString(6297));  
    2. System.out.println(Integer.toBinaryString(-6297));  
    3. System.out.println(Integer.toBinaryString(6297>>5));  
    4. System.out.println(Integer.toBinaryString(-6297>>5));  
    5. System.out.println(Integer.toBinaryString(6297>>>5));  
    6. System.out.println(Integer.toBinaryString(-6297>>>5));  
    7. System.out.println(Integer.toBinaryString(6297<<5));  
    8. System.out.println(Integer.toBinaryString(-6297<<5)); 

      运行结果:

    1100010011001 11111111111111111110011101100111 11000100 11111111111111111111111100111011 11000100 111111111111111111100111011 110001001100100000 11111111111111001110110011100000

    注:x<<y 相当于 x*2y ;x>>y相当于x/2y     从计算速度上讲,移位运算要比算术运算快。     如果x是负数,那么x>>>3没有什么算术意义,只有逻辑意义。

    四、关系运算符

    Java具有完备的关系运算符,这些关系运算符同数学中的关系运算符是一致的。具体说明如下:

    运算符 含义 例子
    < 小于 x<y
    > 大于 x>y
    <= 小于等于 x<=y
    >= 大于等于 x>=y
    == 等于 x==y
    != 不等于 x!=y

    instanceof操作符用于判断一个引用类型所引用的对象是否是一个类的实例。操作符左边的操作元是一个引用类型,右边的操作元是一个类名或者接口,形式如下:

    obj instanceof ClassName      或者    obj instanceof InterfaceName

    关系运算符产生的结果都是布尔型的值,一般情况下,在逻辑与控制中会经常使用关系运算符,用于选择控制的分支,实现逻辑要求。

    需要注意的是:关系运算符中的"=="和"!="既可以操作基本数据类型,也可以操作引用数据类型。操作引用数据类型时,比较的是引用的内存地址。所以在比较非基本数据类型时,应该使用equals方法。

    五、逻辑运算符

    逻辑非关系值表
    A !A
    true false

    false

    true
    逻辑与关系值表
    A B A&&B
    false false false
    true false false
    false true false
    true true true
    逻辑或关系值表
    A B A||B
    false false false
    true false true
    false true    true
    true true true

    在运用逻辑运算符进行相关的操作,就不得不说“短路”现象。代码如下:

    if(1==1 && 1==2 && 1==3){  }

    代码从左至右执行,执行第一个逻辑表达式后:true && 1==2 && 1==3 执行第二个逻辑表达式后:true && false && 1==3 因为其中有一个表达式的值是false,可以判定整个表达式的值是false,就没有必要执行第三个表达式了,所以java虚拟机不执行1==3代码,就好像被短路掉了。

    逻辑或也存在“短路”现象,当执行到有一个表达式的值为true时,整个表达式的值就为true,后面的代码就不执行了。 “短路”现象在多重判断和逻辑处理中非常有用。我们经常这样使用:

    1. public void a(String str){ 
    2.   if(str!=null && str.trim().length()>0){ 
    3.      
    4.   } 

    如果str为null,那么执行str.trim().length()就会报错,短路现象保证了我们的代码能够正确执行。 在书写布尔表达式时,首先处理主要条件,如果主要条件已经不满足,其他条件也就失去了处理的意义。也提高了代码的执行效率。

    位运算是对整数的二进制位进行相关操作,详细运算如下:

    非位运算值表
    A ~A
    1 0

      0

    1
    与位运算值表
    A B A&B
    1 1 1
    1 0 0
    0 1 0
    0 0 0
    或位运算值表
    A B A | B
    1 1 1
    1 0 1
    0 1 1
    0 0 0
    异或位运算值表
    A B A&B
    1 1 0
    1 0 1
    0 1 1
    0 0 0

    示例如下:

    1. int a=15; 
    2. int b=2; 
    3.  
    4. System.out.println(a+"&"+b+"="+(a&b)); 
    5. System.out.println(a+"|"+b+"="+(a|b)); 
    6. System.out.println(a+"^"+b+"="+(a^b)); 

    运算结果如下:

    15&2=2 15|2=15 15^2=13

    程序分析:

    a 1 1 1 1 15
    b 0 0 1 0 2
    a&b 0 0 1 0 2
    a|b 1 1 1 1 15
    a^b 1 1 0 1 13

    按位运算属于计算机低级的运算,现在我们也不频繁的进行这样的低级运算了。

    六、三目运算符

    三目运算符是一个特殊的运算符,它的语法形式如下:

    布尔表达式?表达式1:表达式2

    运算过程:如果布尔表达式的值为true,就返回表达式1的值,否则返回表达式2的值,例如:

    int sum=90; String str=sum<100 ? "失败" : "成功";

    等价于下列代码:

    String str=null; if(num<100){   str="失败"; }else{    str="成功"; }

    三目运算符和if……else语句相比,前者使程序代码更加简洁。

    七、赋值运算符

    赋值运算符是程序中最常用的运算符了,示例如下:

    运算符 例子 含义
    += x+=y x=x+y
    -= x-=y x=x-y
    *= x*=y x=x*y
    /= x/=y x=x/y
    %= x%=y x=x%y
    >>= x>>=y x=x>>y
    >>>= a>>>=y x=x>>>y
    <<= a<<=y x=x<<y
    &= x&=y x=x&y
    |= x|=y x=x|y
    ^= x^=y x=x^y

    大家可以根据自己的喜好选择合适的运算符。

    补充:

    字符串运算符: + 可以连接不同的字符串。

    转型运算符: () 可以将一种类型的数据或对象,强制转变成另一种类型。如果类型不相容,会报异常出来。

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