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8. Java的运算符

程序员文章站 2023-10-29 11:12:34
计算机的最基本用途之一就是执行数学运算,作为一门计算机语言,Java也提供了一套丰富的运算符来操纵变量。 我们把运算符具体分为:算数运算符,比较运算符,逻辑运算符,位运算符,赋值运算符,条件运算符,instanceof 运算符。 1. 算数运算符 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 ......

计算机的最基本用途之一就是执行数学运算,作为一门计算机语言,java也提供了一套丰富的运算符来操纵变量。

我们把运算符具体分为:算数运算符,比较运算符,逻辑运算符,位运算符,赋值运算符,条件运算符,instanceof 运算符。

1. 算数运算符

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

以下代码:

public static void main(string[] args) {
        int a = 5;
        int b = 10;
        system.out.println("“+”  运算:"+(a+b));
        system.out.println("“-”  运算:"+(a-b));
        system.out.println("“*”  运算:"+(a*b));
        system.out.println("“/”  运算:"+(a/b));
        system.out.println("“%”  运算:"+(a%b));
        system.out.println("“++” 运算:"+(a++));
        system.out.println("“--” 运算:"+(a--));
    }

输出结果:
“+” 运算:15
“-” 运算:-5
“*” 运算:50
“/” 运算:0
“%” 运算:5
“++” 运算:5
“–” 运算:6

另外,进行除法运算时,若两个操作数是整型的,结果也会是整型的,舍弃掉小数部分;如果有一个数是浮点数,结果将自动转型为浮点型。进行取余运算时,若两个操作数是整型的,结果也会是整型的,如果有一个数是浮点数,结果将自动转型为浮点型

**其中,自加和自减运算符针对一个数值本身的运算;且前缀自增自减(++a,–a)是先进行自增或者自减运算,再进行表达式运算。后缀自增自减(a++,a–)是先进行表达式运算,再进行自增或者自减运算。我们给出例子:

 public static void main(string[] args) {
        int a = 5;
        int b1 = 10;
        int b2 = 10;
        int c1 = 10;
        int c2 = 10;
        system.out.println("前缀自增b1参与表达式计算后值为:"+(a*++b1));
        system.out.println("后缀自增b2参与表达式计算后值为:"+(a*b2++));
        system.out.println("前缀自减b1参与表达式计算后值为:"+(a*--c1));
        system.out.println("后缀自减b2参与表达式计算后值为:"+(a*c2--));
    }

2. 比较运算符

比较运算符的结果一定是boolean类型,也叫关系运算符

操作符 名称 描述
> 大于 相加运算符两侧的值
< 小于 左操作数减去右操作数
== 等于 相乘操作符两侧的值
>= 大于等于 左操作数除以右操作数
<= 小于等于 左操作数除以右操作数的余数
!= 不等于 操作数的值增加1

如,

 public static void main(string[] args) {
        int a = 5;
        int b = 10;
        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 );
    }

输出结果:
false
true
false
false
true
true
注意,比较运算符“==”用来比较基本数据类型是比较的是值是否相等,比较引用数据类型是比较的是引用是否相等,引用数据类型用equals()来比较字面量是否相等。

3. 逻辑运算符

操作符 名称 描述
&& 短路与 当且仅当两个操作数都为真,条件才为真。
& 逻辑与 当且仅当两个操作数都为真,条件才为真。
| | 短路或 如果任何两个操作数任何一个为真,条件为真。
| 逻辑或 如果任何两个操作数任何一个为真,条件为真。
! 逻辑非 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

逻辑运算符中,“与”运算符和“或”运算符都有两个,“&&”我们称之为短路与。“||”我们称之为短路或,短语与“&&”从左到右一次判断,遇到false则停止判断,得出结果未false;逻辑与“&”从左到右一次判断,直至结束。短语或“||”从左到右一次判断,遇到true则停止判断,得出结果未true;逻辑或“|”从左到右一次判断,直至结束。我们给出例子:

 public static void main(string[] args) {
        int a = 5;
        int b = 10;
        //短路与,前一个表达式的值为false,不在判断下一个表达式,故a++不执行
        system.out.print((a>b)&&(a++ == 1));
        system.out.println(" a的值:"+ a);
        //逻辑与,前一个表达式的值为false,仍依次判断下一个表达式
        system.out.print((a>b)& (a++ == 1));
        system.out.println(" a的值:"+ a );
        //短路或,前一个表达式的值为true,不在判断下一个表达式,故a++不执行
        system.out.print((a<b)|| (b++ == 1));
        system.out.println("  b的值:"+ b );
        //逻辑或,前一个表达式的值为true,仍依次判断下一个表达式
        system.out.print((a<b)| (b++ == 1));
        system.out.println("  b的值:"+ b );
        //非运算符
        system.out.print(!(a<b));
    }

4. 位运算符

java定义了位运算符,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。位运算符作用在所有的位上,并且按位运算。

操作符 名称 描述
& 按位& 如果相对应位都是1,则结果为1,否则为0
| 按位或 如果相对应位都是0,则结果为0,否则为1。
^ 异或 如果相对应位值相同,则结果为0,否则为1
~ 按位取反 翻转操作数的每一位,即0变成1,1变成0。结果为: -(x+1)
<<   按位左移 |通常格式为:value << num,value按位左移num位
>> 有符号按位右移 通常格式为:value >> num,value按位右移num位。
>>> 无符号按位右移 通常格式为:value >> num,value按右移num位,移动得到的空位以零填充。

我们给出例子:

public static void main(string[] args) {
        int a= 10;
        int b = 20;
        //a转化成二进制表示为:1010;b转化为二进制表示为:10100
        //按位运算时,我们把a表示为:01010
        system.out.println(a&b);
        //按位与运算,有零则为零,都为1则表示为1,与的结果为:00000,即十进制的0
        system.out.println(a|b);
        //按位或运算,有1则为1,都为0则表示为0,或的结果为:11110,即十进制的30
        system.out.println(a^b);
        //按位或运算,对应位置相同则为0,否则为1,取反的结果为:11110,即十进制30
    }

运行结果:
0
30
30

下面,我们来说一下按位取反,计算机内部都是以补码的形式在做数学运的,而我们所用的编码规则,例如原码、反码则是我们自定义的,用来方便和计算机中的补码来形成转化。故而,我们在进行按位取反是要把原码或者反码转化成补码的形式。正数的反码和补码与原码相等; 负数的反码是符号位不变,其余按位取反,补码为反码+1。负数的最高符号位为1。
如,

  public static void main(string[] args) {
        int a= 10;
        int b= -10;
        system.out.println(~a);
        system.out.println(~b);
    }

运行结果为:-11,9。 分析如下: a为正数,其补码形式与原码相同,表示为:00001010,按位取反后为11110101,注意,此时为补码形式,转化为反码表示为,11110100,再转化为原码表示为:10001011,即十进制的-11.同样的,b为负数,其补码表示为:11110110,按位取反后为00001001,此时依然为补码形式,转化为原码即其本身00001001,即十进制的9。故,按位取反后的结果可表示为-(x+1)

接下来,我们给出例子来看一下位移运算符

public static void main(string[] args) {
        int a= 10;
        int b = -10;
        //int为4个字节,也就是32位,为了简化a表示为:00001010,
        // b为负数我们表示为:1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010
        //b的补码形式为 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0110
        system.out.println( a<<1 );
        //按位左移,原则舍弃高位,低位补零表示为:00010100,即20
        system.out.println(a>>1);
        //按位右移,原则舍弃低位,高位补零表示为:00000101,即5
        system.out.println(a>>1);
        //按位右移,原则舍弃低位,高位补零表示为:10000101,即5
        system.out.println(a>>>1);
        //按位右移,原则舍弃低位,高位补零表示为:0000010,即5
        system.out.println(b>>1);
        //有符号按位右移,原则舍弃低位,符号位不变,其余高位补零原码表示为:
        // 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101,即-5
        system.out.println(b>>>1);
        //无符号按位右移,原则舍弃低位,高位补零(补码=原码)表示为:
        // 0111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 011,即十进制的,2147483643
    }

输出结果:
20
5
5
5
-5
2147483643
总结一下,原则上,按位左移时,原则舍弃高位,低位补零;有符号按位右移,原则舍弃低位,符号位不变,其余高位补零;无符号按位右移,原则舍弃低位,高位补零。再次强调,做位移运算时,是按补码来进行运算的

5. 赋值运算符

操作符 名称 描述
= 赋值 右操作数的值赋给左侧操作数
+= 加和赋值 左操作数和右操作数相加赋值给左操作数 (a+=b 等同于 a = a+b)
-= 减和赋值 左操作数和右操作数相减赋值给左操作数 (a-=b 等同于 a = a-b)
*= 乘和赋值 左操作数和右操作数相乘赋值给左操作数 (a*=b 等同于 a = a*b)
\/= 除和赋值 左操作数和右操作数相除赋值给左操作数 (a/=b 等同于 a = a/b)
(%)= 取模和赋值 左操作数和右操作数取模后赋值给左操作数 (a%=b 等同于 a = a%b)
<< = 左移位赋值 左移位赋值运算符 (a<<=b 等同于 a = a<<b)
>> = 右移和赋值 右移位赋值运算符 (a>>=b 等同于 a = a>>b)
^ = 除和赋值 按位与赋值运算符 (a^=b 等同于 a = a^b)
&= 除和赋值 按位异或赋值操作符 (a&=b 等同于 a = a&b)
| = 除和赋值 按位或赋值操作符 (a|=b 等同于a = a|b)

基本的赋值运算符是“=”。他的优先级别低于其他的运算符,所以对该运算符往往最后读取,他不是“等于”,它的作用是将一个表达式的值赋给一个左值。所谓左值是指一个能用于赋值运算左边的表达式。左值必须能够被修改,不能是常量,以上其他是复合的赋值运算符又称为带有运算的赋值运算符,也叫赋值缩写。等同与先按运算符运算后再把运算结果付给左值(见表格)。具体运算方法上边儿已经罗列,此处不再赘述

6. 条件运算符

条件运算符也叫三目运算符

语法:

(条件) ? 结果一 : 结果二;

当条件成立,执行结果一,否则执行结果二。“?”前的值必须是true或flase
我们给出例子:

if(a<b)
    min=a;
else
    min=b;

可以用下面的三目运算符来处理
min = a<b ? a : b;

7. instanceof 运算符

instanceof运算符可以确定对象是否属于一个特定的类.该运算符是二目运算符,左边的操作元是一个对象,右边是一个类,当左边的对象是右边的类或子类创建的对象时,该运算符运算的结果是true,否则是false。,使用格式:( object reference variable ) instanceof (class/interface type)

我们给出例子:

public static void main(string[] args) {
        string a = "name";
        system.out.println(a instanceof string);
        system.out.println(a instanceof object);
    }

输出结果:true,true

8. 运算符优先级

在一个表达式中可能包含多个有不同运算符连接起来的、具有不同数据类型的数据对象;由于表达式有多种运算,不同的运算顺序可能得出不同结果甚至出现错误运算错误,因为当表达式中含多种运算时,必须按一定顺序进行结合,才能保证运算的合理性和结果的正确性、唯一性。相同优先级中,按结合顺序计算。

通常优先级由高到底的顺序依次是:
1. 括号级别最高,逗号级别最低;
2. 单目 > 算术 > 位移 > 关系 > 逻辑 > 三目 > 赋值。
3. 除了单目运算符、赋值运算符和条件运算符,其他的运算符都是从左到右结合的。