第 4 节 Java运算符

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所有的程序实际上都是对数字数据的处理，而在处理的过程中必然涉及到对数据的操作。在之前使用过这样的语法：

int num = 10;

这种方式称为赋值运算符，“ = ”是实现赋值运算使用的。

进行数学计算时所使用的四则运算符也属于运算符号的定义范畴。由左至右

优先级	运算符	类	结合性
1	()	括号运算符	由左至右
1	[]	方括号运算符	由左至右
2	!、+（正号）、-（负号）	一元运算符	由右至左
2	~	位逻辑运算符	由右至左
2	++、--	递增与递减运算符	由右至左
3	*、/、%	算术运算符	由左至右
4	+、-	算术运算符	由左至右
5	>>、<<	位左移、右移运算符	由左至右
6	>、>=、<、<=	关系运算符	由左至右
7	==、!=	关系运算符	由左至右
8	&（位运算符AND）	位逻辑运算符	由左至右
9	^（位运算符XOR）	位逻辑运算符	由左至右
10	丨（位运算符OR）	位逻辑运算符	由左至右
11	&&	逻辑运算符	由左至右
12	丨丨	逻辑运算符	由左至右
13	?:	三目运算符	由右至左
14	=	赋值运算符	由右至左

但是对于所有的运算符，切记不要编写过于复杂的操作。

如果对自己编写的运算顺序不是十分确定，就用“（）”来改变优先级，或者将操作拆开。

范例： 观察一种神奇的代码

int numA = 10;
int numB = 20;
int result = numA * 2 - --numB * numA ++ + numB - numA -- + numB;
System.out.println(result);

以后写代码，一定要写出像“ 1 + 1 = 2”这样简单的代码，若果是真的复杂的代码，建议使用“ () ”改变优先级。

基本运算符

在开发中常用的几类运算符：四则运算符、逻辑运算、三目运算、位运算。

对于四则运算基本的组成是：+、-、*、/、%。

范例： 四则运算

int numA = 10;
int numB = 20;
System.out.println("加法计算" + (numA + numB));
System.out.println("减法计算" + (numA - numB));
System.out.println("乘法计算" + (numA * numB));
System.out.println("除法计算" + (numA / (double)numB));
System.out.println("加法计算" + (numA + numB));

范例： 求模计算

int numA = 10;
int numB = 3;
System.out.println("求模计算" + (numA % numB));

在运算符里面又提供了一些简化运算符：*=、/=、+=、-=、%=。

int num = 10;
num *= 2; //num = num * 2;
System.out.println(num);

还有一类运算符是“ ++ ”（自增）、“ -- ”（自减），它根据位置不同，执行的顺序也不同。

• ++变量、--变量：写在前面表示的是进行内容的自增1或自减1之后再使用变量进行数学计算；

• 变量++、变量--：先使用变量内容进行计算，而后在实现自增或自减的操作。

**范例；**观察自增

int numA = 10;
int numB = 20;
int result = ++ numA + numB;
System.out.println("numA = " + numA);
System.out.println("result = " + result);

int numA = 10;
int numB = 20;
int result = numA ++ + numB;
System.out.println("numA = " + numA);
System.out.println("result = " + result);

如果以后使用此类的操作，也只会使用“ numA ++ ”；

三目运算符

三目是一种赋值运算的形式，执行三目的时候可以以一个布尔表达式的结果进行赋值，基本语法结构如下：

数据类型 变量 = 布尔表达式 ? 满足此表达式时设置的内容 : 不满足此表达式时设置的内容;

范例： 实现赋值

int numA = 10;
int numB = 20;
//如果numA大于numB，返回true，则将numA的内容赋值给max
//如果numA小于numB，返回false，则将numB的内容赋值给max
int max = numA > numB ? numA : numB;
System.out.println(max);

如果此处不使用三目运算，则就需要编写如下形式的判断语句完成了。

int numA = 10;
int numB = 20;
int max = 0;
if (numA > numB) {
    max = numA;
} else {
    max = numB;
}
System.out.println(max);

利用三目可以节约一些判断代码。

三目运算还可以进行嵌套。

int numA = 10;
int numB = 20;
int flag = numA > numB ? 1 : (numA < numB ? -1 : 0);

但是这种操作会让程序的可读性变得很差。

逻辑运算

对于逻辑运算主要就是：与（&、&&）、或（|、||）、非（！）三种计算。

范例： 非就是针对布尔类型进行求反

boolean flag = true;
System.out.println(!flag);

如果现在是多个布尔表达式想要进行连接，只能够使用与和或两个操作。

1. 与操作

范例： 观察普通与“ & ”

if ((1 == 2) & (10 / 0 == 0)) {
    System.out.println("Hello World !");
}

此时使用的是一个“ & ”，发现第一个判断返回false之后第二个判断（(10 / 0 == 0)）继续执行，但是现在的问题是，如果前面的条件已经返回了false，后面不管有多少个true，最终的结果还是false，那么完全没有必要进行后面的判断。

范例： 使用短路与（&&）

if ((1 == 2) & (10 / 0 == 0)) {
    System.out.println("Hello World !");
}

此时没有出错，因为前面的条件返回了false，后面就自然不需要判断。

2. 或操作

范例： 观察普通或（|）

if ((1 == 1) | (10 / 0 == 0)) {
    System.out.println("Hello World !");
}

使用普通或的时候所有的判断条件都进行了执行，但是或运算的基本形式是：只要有一个判断返回了true，后面不管有多少个true或者是false，最终的结果永远都是true。

范例： 观察短路或（&&）

if ((1 == 1) || (10 / 0 == 0)) {
    System.out.println("Hello World !");
}

从此以后就是用短路与和短路或操作。

除了以上三种操作之外还有一种不常用的逻辑运算操作称为异或(^) 异或有着较为特殊的性质：当运算符两侧布尔值相同是结果为false，两侧布尔值不同时结果为true；

System.out.println(true ^ true);    // false
System.out.println(true ^ false);   // true
System.out.println(false ^ true);   // true
System.out.println(false ^ false);  // false

异或操作一般用于数据加密算法的实现

位运算（了解）

在之前所进行的数学都使用的是十进制数据，而Java本身的运算支持二进制、八进制、十六进制。下面重点观察二进制，如果想要将十进制变为二进制的形式，采用的是短除法（除2、取余、倒序）。

位运算主要是进行二进制数据操作的，可以使用：&、|、>>、<<、^、~。

范例： 实现位与操作

int numA = 9;
int numB = 11;
System.out.println(numA & numB);

9 的二进制：00000000 00000000 00000000 00001001 11的二进制：00000000 00000000 00000000 00001011 & 结果：00000000 00000000 00000000 00001001

范例： 实现位或操作

int numA = 9;
int numB = 11;
System.out.println(numA | numB);

9 的二进制：00000000 00000000 00000000 00001001 11的二进制：00000000 00000000 00000000 00001011 | 结果：00000000 00000000 00000000 00001011

范例： 移位操作（请用最快的方式计算2的3次方结果）

int num = 2;
int result = num << 2;
System.out.println(num);
System.out.println(result);

2 的二进制：00000000 00000000 00000000 00000010 左移位之后：00000000 00000000 00000000 00001000

**面试题：**请解释“ & ”和“ && ”的区别？“ | ”和“ || ”的区别？

• 逻辑运算：

  • 与运算分为普通与（&）和短路与（&&）两种；

    • 普通与：所有的判断条件都要判断；

    • 短路与：如果前面的判断返回了false，后面不再判断，结果就是false。

  • 或运算分为普通或（|）和短路或（||）两种；

    • 普通或：所有的判断条件都要判断；

    • 短路或：如果前面的判断返回了true，后面不在判断，结果就是true。

• 位运算：位与运算（&）、位或运算（|），其中“ && ”和“ || ”不能运用在位运算上。