java 运算符

 

在算术运算符部分，需要特别注意的一个语法现象是“晋升”。晋升指低于int的3种数字类型(byte、short和char)进行算术运算后，结果会自动提升成int类型。示例代码如下：

                   byte b1 = 10;

                   byte b2 = 20;

                   byte b3 = b1 + b2; //语法错误，类型不匹配

                   int n = b1 + b2;    //或者 byte b3 = (byte)(b1 + b2);

 最后说一下&&和&的区别，其实在进行逻辑与运算时，既可以使用&&也可以使用&，在功能上本身没有区别。两者区别的位置在，对于&来说，如果左侧条件为false，也会计算右侧条件的值，而对于&&来说，如果左侧的条件为false，则不计算右侧的条件，这种现象被称作短路现象。

         示例代码：

                   int n = -1;

                   boolean b1 = (n >= 0) && (n < 10);

                   boolean b2 = (n >= 0) & (n < 10);

         则对于第二行代码来说，两个条件都将被计算，而对于第三行代码来说，因为n >= 0这个条件不成立，则n < 10根本不会被执行。当然，两者得到的最终结果是一样的。

         对于现在的代码来说，区别不大，但是如果后续的条件是一个方法(方法的概念后续将介绍到)，则将影响程序逻辑。

 

 

 

         由于计算机内部的数据都以二进制的形式存在，所以在Java语言中提供了直接操作二进制的运算符，这就是下面要讲解的位运算符和移位运算符。

         使用二进制的运算符，可以直接在二进制的基础上对数字进行操作，执行的效率比一般的数学运算符高的多，该类运算符大量适用于网络编程、硬件编程等领域。

         二进制运算符在数学上的意义比较有限。

         在Java代码中，直接书写和输出的数值默认是十进制，Java代码中无法直接书写二进制数值，但是可以书写八进制和十六进制数字，八进制以数字0开头，例如016，十六进制以数字0和x开头，例如0x12,0xaf等等。

         在计算二进制运算时，Java语言的执行环境(JRE)首先将十进制的数字转换为二进制，然后进行运算。如果输出结果的值，则数字会被转换成十六进制进行输出。

         需要注意的是：

1、正数的机器数是原码，负数的机器数是补码，计算时需要小心。关于二进制和补码的计算可以参看《Java编程那些事儿7——进制的概念》和《Java编程那些事儿8——计算机内部的数据表达》。

                  2、整数型的计算结果都是int型，而不管是对byte还是short进行二进制运算。

4.5.1 位运算符

         Java语言中的位运算符主要有4种：&(位与)、|(位或)、^(异或)和~(按位取反)，下面依次介绍运算规则和使用示例。

l &(AND)

运算规则：参与运算的数字，低位对齐，高位不足的补零，对应的二进制位都为1，则运算结果为1，否则为0。

适用场合：屏蔽数字中某一位或某些位。因为任何数和0与都是0。

示例代码：

         int a = 4;

         int b = 10;

         int c = a & b;

计算过程：

          4的二进制形式为0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0100

   10的二进制形式为0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010

按照计算规则,结果为0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000

这个数字转换为十进制就是数字0

l | (OR)

运算规则：参与运算的数字，低位对齐，高位不足的补零，对应的二进制位有一个为1则为1，否则为0。

适用场合：将数字中某一位或某些位修改成1。因为1和任何数或都是1。

示例代码：

         int a = 4;

         int b = -10;

         int c = a | b;

计算过程：

          4的二进制形式为0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0100

   -10的二进制形式为1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0110

按照计算规则,结果为1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0110

 这个二进制数转换为十进制就是数字-10。

l ^(XOR)

运算规则：参与运算的数字，低位对齐，高位不足的补零，对应的二进制位相同为零，不相同为1。

适用场合：判断数字对应的位是否相同。

示例代码：

         int a = 4;

         int b = 10;

         int c = a ^ b;

计算过程：

4的二进制形式为0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0100

   10的二进制形式为0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010

按照计算规则,结果为0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1110

这个数字转换为十进制就是数字14

l ~(NOT)

运算规则：只操作一个数字，将该数字中为1的位变成0，为0的位变成1。

适用场合：反转数字的内容

示例代码：

         int a = 4;

         int c = ~a;

计算过程：

4的二进制形式为0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0100

按照计算规则,结果为1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1011

这个数字转换为十进制就是数字-5。

 其实位运算和实际的应该实现保持一致，也就是提供的电路级运算符号，每种运算符都有对应的电路实现。

         实际使用简单示例：

把任意数字转换为正数

假设n是一个任意的整数，则把n转换为正数的代码为：

         int m = n & 0x7fffffff;

判断任意数字倒数第三位的值是否为1

假设n是一个任意的整数，则判断的代码为：

int m = n & 0x4;

boolean b = (m != 0);

将任意数字倒数第四位置为1

假设n是一个任意的整数，则代码为：

         int m = n | 0x8;

 

4.5.2 移位运算符

         移位运算符就是在二进制的基础上对数字进行平移。按照平移的方向和填充数字的规则分为三种：<<(左移)、>>(带符号右移)和>>>(无符号右移)。

         在移位运算时，byte、short和char类型移位后的结果会变成int类型，对于byte、short、char和int进行移位时，规定实际移动的次数是移动次数和32的余数，也就是移位33次和移位1次得到的结果相同。移动long型的数值时，规定实际移动的次数是移动次数和64的余数，也就是移动66次和移动2次得到的结果相同。

 

        例如11 >> 2，则是将数字11右移2位

计算过程：

         11的二进制形式为：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1011，然后把低位的最后两个数字移出，因为该数字是正数，所以在高位补零。则得到的最终结果是0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010。转换为十进制是2。

数学意义：