004 Java运算符

JavaSE 第三讲：运算符 Operator

 

1. 当有若干个变量参与运算时，结果类型取决于这些变量中表示范围最大的那个变量类型。比如，参与运算的变量中，有整型int，有双精度浮点型double，有短整型short，那么最后的结果类型就是double。

2. int a = 1;

int b = 2;

double c = (double)a / b;

（double）a 并不是表示把a转换成double类型，而是生成一个匿名变量。

上面的代码中，a与b都是整型，但是通过(double)a这种转换将a转换为一个匿名的变量，该变量的类型是double，但是要注意：a本身依旧是int类型，而不是double类型，这样，(double)a / b就是double类型除以int类型，结果自然是double类型。

3. 取模运算符：使用%表示。

int a = 5;

int b = 3;

int c = a % b;

上面代码的运行结果是2，因为5除以3结果是1余2。

取模的规律：取模的结果符号永远与被除数的符号相同

int a = 5;

int b = -3;

int c = a % b;

被除数是5，那么取模的结果是2

int a = -5;

int b = 3;

int c = a % b;

被除数是-5，那么取模的结果是-2

int a = 5;

int b = 3;

int c = a % b;

被除数是5，那么取模的结果是2

int a = -5;

int b = -3;

int c = a % b;

被除数是-5，那么取模的结果是-2。

 

 

4. 关系运算符：大于（>）、小于（<）、等于（==）、不等于（!=）、大于等于（>=）、小于等于（<=），关系运算的结果是个boolean值。

5. 逻辑运算符：重点讲解两个，逻辑运算符本身也返回一个boolean值。

1）逻辑与：使用&&表示，逻辑与是个双目运算符（即有两个操作数的运算符），只有当两个操作数都为真的时候，结果才为真；其余情况结果均为假。逻辑与表示的并且的意思

。

2）逻辑或：使用||表示，逻辑或也是个双目运算符，只有当两个操作数都为假的时候，结果才为假；其余情况结果均为真。逻辑或表示或者的意思。

6. 关于逻辑运算符的短路特性。

1）逻辑与：如果第一个操作数为false，那么结果肯定就是false，所以在这种情况下，将不会执行逻辑与后面的运算了，即发生了短路。

2）逻辑或：如果第一个操作数为true，那么结果肯定就是true，所在在这种情况下，将不会执行逻辑或后面的运算了，即发生了短路。

7. 关于变量的自增与自减运算。

1）关于int b = a++，作用是将a的值先赋给b，然后再让a自增1.

2）关于int b = ++a，作用是将a的值先自增1，然后将自增后的结果赋给b。

 

算数运算符

 

编程过程中，基本上都是对数据对象的运算操作。

 

在Java编程语言里面，对象和数据的处理是通过运算符来完成的。运算符接受一个或多个操作数，并通过运算产生新值。

 

这里先说说最常见的Java算术运算符，完成基本的数学运算。

 

Java使用常见的算术操作符+、-、*、/来进行加、减、乘、除运算。

 

整数的求余操作（mod）用百分号%来表示。

 

这些算术运算符可以用于java基本数据类型中的数值型（byte，short，char，int，long，float，double）数据。

 

对于+、-和*运算符，都是非常容易理解的，它们分别接受两个操作数，通过运算后返回得到的新值。

 

我们知道，在数学计算中，一个数除以0是无意义的。

 

在Java中，对于以0作为除数的情况，根据操作数的数据类型，做了不同的处理：

 

对于整形的运算，它将会出现异常；而对于浮点型数据的运算，它将得到一个无穷大值或者NaN。

 

至于什么时候是无穷大值，什么时候是NaN，可以自己编程运算试一试。提示一下，主要注意被除数的区别。另外，异常的概念在之后的内容会详细说明，现在可以把异常看做是一个例外，非正常情况即可。

 

下面来说说取模运算。

 

所谓“取模”操作，简单而言就是获得一个除法运算的余数。与其它语言不同，对于取模运算符来说，其操作数可以是浮点数，例如：10.6%3的结果为1.6，10%3.5的结果为3.0。

 

另外，因为取模运算也会执行除法操作，所以，对于整形数据来说，也不能使用0作为取模运算中的“除数”，否则也会出现和除法运算一样的异常。

 

+、-、*、/、%运算如果用在赋值语句中，还可以使用二元运算符的简捷方式来实现，比如：
x = x+5;

可以使用如下的运算式来表示：
x +=5;

它们在运算结果上是相等的。其他四个运算符也可以像上面这个例子中的运算符一样使用，也就是说，将运算符放在等号“=”的左边，如：*=、/=等。

递增递减运算符

 

在编写Java程序的时候，经常需要对一个变量加一或者减一，这个时候通常使用递增或递减运算符来完成。

 

递增和递减操作符有两种形式：前缀和后缀。前缀就是将运算符放在操作数前面，而后缀将运算符放在操作数后面。

 

int k =20;
k++;
此时，k的值为21。

前缀方式和后缀方式的作用都是对操作数加上或减去1，区别在于用在表达式中的时候。如：
int m = 10;
int n = 10;
int p = 2*++m;
int q = 2*n++;

此时，p的值是22，而q的值是20。m和n的值都是11。

 

这是因为，在进行p = 2*++m运算时，程序会先将m加上1然后再进行乘法运算。

 

而对于q=2*n++的后缀递增运算，则会首先取出n的数值进行乘法运算然后再将n递增1。所以，此时p的值是22（p=2*(10+1)）而q的值是20（q=2*10），m和n的值却都为11。

注意，递增/递减操作符只能用于变量而不能用在数字本身，如，下面的用法是错误的：
 10--;
 5++;

因为本质上递增运算符是对变量做增一或者减一处理。比如 x++ 可以等价为 x=x+1;但是5++等价为5=5+1；很显然，这是错误的。

关系与布尔运算符

 

1.关系运算符

 

在Java中，提供了完整了关系运算符。Java中，关系运算符包括：>，<，>=，<=，==，!=，用来对两个简单类型操作数进行比较运算，所组成的表达式结果为boolean类型的值true或false。

注意：除了“==”和“!=”外，其他的关系运算符都不能用在boolean类型的操作数中。

 

在这边需要提醒注意的是，在Java中，“不等于”是用“!=”表示的，而不是一些编程语言的“<>”，而等于也是和一些编程语言不一样，它使用“==”而非“=”，在Java中，“=”用于赋值操作，而非关系运算符。

“==”和“!=”除了用于简单类型的操作数外，还可以用于比较引用类型数据。

 

2.布尔运算符

 

布尔运算符也称逻辑运算符，包括：!，&，|，^，&&，||，这些运算符分别实现“非”、“与”、“或”、“异或”、“短路与”、“短路或”等逻辑运算。

 

和关系运算一样，逻辑运算结果也是布尔类型值true或false，Java语言中逻辑运算规则与其它语言中的相近。

在布尔运算符中，需要特别说明的是，短路与“&&”和短路或“||”，这两个运算符是按照“短路”的方式进行求值的，也就是说，如果第一个表达是已经可以判断出整个表达式的值时，就不进行后面的运算了。

 

例如，当对表达式a&&b进行运算时，如果表达式a的值为false，将不对b的值进行计算。而当对表达式a||b进行运算时，如果a 的值为true，将不对b的值进行计算。

 

请看下面的例子。

 

public class ShortCircuit {
 public static void main(String[] agrs) {
  ShortCircuit sc = new ShortCircuit();
  System.out.println("短路或运算");
  System.out.println(sc.Ma() || sc.Mb() || sc.Mc());
  System.out.println("短路与运算");
  System.out.println(sc.Ma() && sc.Mb() && sc.Mc());
 }

 boolean Ma() {
  System.out.println("Ma()被调用！");
  return 1 < 2;// true
 }

 boolean Mb() {
  System.out.println("Mb()被调用！");
  return 1 == 2;// false
 }

 boolean Mc() {
  System.out.println("Mc()被调用！");
  return 1 > 2;// false
 }
}

上面的程序中，因为方法Ma()的值为true，而“或”运算中如果有一个表达式为真（true），则整个表达式均为真（true），因此，无需计算后面方法Mb()和方法Mc()这两个表达式就可以得到整个表达式的值了。

 

而第二条“短路与”语句，因为在逻辑“与”运算中，只需要一个表达式的值为假（false），则整个表达式的值都为假（false）。Ma()为真（true），所以将进行第二个表达式的运算，它将调用方法Mb()，而此时，Mb()方法的返回值为假（false），所以将不用进行后面的运算了。

编译运行上面的程序，将得到如下的输出：
短路或运算
Ma()被调用！
true
短路与运算
Ma()被调用！
Mb()被调用！
false

注意：运算符“&&”和“&”、“||”和“|”所求得的结果是一样的，它们的区别在于，“&”和“|”不会进行“短路”运算，而是会计算运算符两边的各个参数的值。

 

在实际编程中，如无特殊要求，建议均使用短路运算符。

 

因为在实际编程中，如果需要对两个逻辑布尔表达式进行与或运算，第一点，使用短路运算，在可以确认布尔运算结果的情况下，不需对第二个布尔运算进行计算，节省了运算资源时间。更重要的一点，很多时候两个布尔逻辑表达式是相关联的。

 

比如在一个与运算中，第一个布尔运算为true的情况下，再进行第二个布尔运算，从而得到结果是合理的。如果第一个已经是false了，若不是短路运算符的话，仍会执行第二个布尔运算，但实际情况是，第一个运算不通过的话，第二个布尔运算是会发生异常的。

 

看下面的例子。以Student类为例：

 

Student s = null;

 

if(s !=null && s.getAge()>18){

  System.out.println("成年");

}

 

如果不使用短路与，在s为null，最终结果肯定是false的情况下，Java运行仍会执行第二个布尔运算，但是此时s为null，调用null引用对象，会发生空指针引用异常的。

 

但如果使用短路运算，则不会进行第二个布尔运算，就不会发生这种情况了。避免发生难以发觉处理的异常信息。

三元运算符

 

大部分的运算符都是需要两个操作数来完成运算。比如前面提到的算术运算符，布尔运算符等，递增递减运算符则只需要一个操作数即可。根据运算符完成运算需要的操作数个数，将该运算符归为*元运算符，*记为运算操作数个数。也有称之为”目“的。

 

这里要说的是三元运算符，即该运算符完成运算需要3个操作数。这在Java运算符中仅此一例，所以它没有自己独有的名字，而是直接叫做三元运算符。

 

三元运算符“?:”，注意在这个运算符中，有2个符号组成。这个运算符的用法如下：
 condition?a:b

它的意思是，如果条件condition（布尔表达式）为true，则表达式的值为a，否则，表达式的值为b。我们来看一个简单的例子：
x>y?x:y

上面的表达式将返回x、y两个操作数中比较大的一个。比如，如果x等于5，y等于9，则x>y为false，那么，表达式的值为y；而如果x等于8，y等于4，则x>y为true，那么表达式的值为x。

 

在之后学习过Java分支控制语句之后，就会明白，它是直接等价于简单的逻辑判断赋值分支语句的。可以看做是等价的简化版本。

位运算符

 

Java中的位运算符，基本上除了涉及到比较底层，强调效率性能的部分之外，其他地方很少用到的，特别是做应用开发。这里只是简单的介绍一下，了解一下。

 

在操作整型数据时，可以使用运算符直接处理组成这些整数的各个二进制位。适用的数据类型有：byte、short、char、int、long。

位运算符“&”（与）会在两个操作数都为1时，返回一个1的输出值，而在其他情况下为0；

 

位运算符“|”（或）会在两个操作数中有一个为1时，返回一个1的值；

 

位运算符“^”（异或）会在两个操作数中有且只有一个为1时，返回1；

 

而位运算符“~”（取反）是一个单目运算符，它只有一个操作数，将返回位操作数的“相反值”，如操作数为1，则取反操作后返回值为0。

 

可以对比布尔运算符来看。把1看做true，把0看做false。这样就可以根据布尔运算的规则来理解了。

注意：
^、&和|也是布尔运算符。在布尔运算中，^、&和|会产生布尔值。这种运算符的处理就是运算符的重载了。不过Java中不允许自行进行运算符的重载扩展，和C++是不一样的。

在位运算符中，~（取反）是单目运算符，也就是它只有一个操作数。

移位运算符

 

移位运算符和位运算符使用频度差不多，基本上很少用到。这里也是简单提一下。

 

在n久之前，很多Java面试题会有这样类型的题目：以最有效率的算法完成乘法或者除法，这里就需要用到移位运算符，不过这里除数都是2的倍数。

 

一个字节由八个位（bit）组成，每个位（bit）可以为1或者0，整个数的值通过使用以2为基数的算法来决定。也就是说，最右边的为代表值1或者0；下一个位表示2或者0；再下一个表示4或者0… …，第n位表示2(n-1)或者0。

在Java中，除了Char类型外的其他整型数据，所有的整型数据类型的最左边都作为符号位。如果符号位是1，这个数就是负数，并使用补码来表示，即通过将各个位的值取反然后再加1来表示一个负数。例如：
 1=0… …001
 -1=1… …1111
 2=0… … 0010
 -2=1… …1110

移位运算将左操作数向左或向右移动右操作数给定的位数。

我们来看下面的例子：
 18<<2

因为整数的值被解释int类型，所以18被当作32位的数。因为18的高24位全部为0，所以，为简化起见，只考虑低8位：
 00010010

在<<操作过程中，它在低位插入右操作数指定的个数的0，同时扔掉相同位数的高位，因此，经过左移操作后的二进制表示为：
 01001000

它的十进制的值为2(7-1)+2(4-1) =72。

>>运算符将左操作数向右移动右操作数给定的位数，而扔掉相同位数的低位。向右移动后高位“腾出”的空间用全1或全0来填充。用0或1取决于原来这个左操作数最高位的值，如果最高位是1，则用全1来填充，否则，则用0来填充。这样，原来数据中的符号就不会丢失了。

 

例如，原来的数为负数，其最高位为1，通过>>操作后，最高位还是1，它还是负数。因此，>>被称为“有符号右移运算符”。

 

>>>运算符允许我们将有符号数当作无符号数来进行（向右）移位操作。当一个数被>>>向右移位时，低位数被丢弃，而在“腾出来”的高位填充上0。这样，无论这个数原来是否有符号，经过>>>移位后，都变成了正数。

注意：
没有与>>>对应的<<<操作。因为左移补位一定是0，没有疑义。

移位运算符<<、>>和>>>用于对整型数据进行按位移位操作，适用的数据类型有：byte、short、char、int、long，其中对于低于int型的操作数，将自动转换为int型，然后进行移位操作，最终得到的结果为int型。
“a<<b;”将二进制形式的a逐位左移b位，最低空出的b位补0；
“a>>b;”将二进制形式的a逐位右移b位，最高位空出的b位补原来的符号位；
“a>>>b;”将二进制形式的a逐位右移b位，最高位空出的b位补0。

 

对于int型以及低于int型的整数a进行移位(b位)时，系统先将b对32取模，得到的结果才是真正移位的位数，例如“127>>32”的结果是127(实际右移32%32=0位)。对于long型整数移位时，则是先将移位位数b对64取模，得到的结果才是实际移位的位数。

赋值运算符

 

我们在前面的学习中，其实已经在很多的地方都用到了赋值运算符。赋值运算符“=”将“=”右边的值赋给（更准确说是“复制到”）左边的变量。

 

“=”右边的值可以是任何的变量、常量或者一个可以产生值的表达式，而“=”的左边必须是一个明确的、命名的变量，但不可以为常量，如i = 100是合法的，而100 = i 却是不允许的。

对于基本数据类型的赋值，它非常的简单，它直接将“=”右边的值复制到左边的变量中；对于引用数据类型的赋值，操作的并非是对象本身，而是它的“对象引用”，它实际上是将“=”右边的引用（而非对象本身）复制到左边的变量中。

 

下面以一个示例来进一步说明。

 

public class Assignment {
 public static void main(String[] args) {
  // 简单数据类型
  int a, b = 100;
  a = b;
  b = 20;
  System.out.println("a = " + a);
  System.out.println("b= " + b);

  Person p1 = new Person(100);
  Person p2;
  p2 = p1;
  p1.setPersonId(111);
  System.out.println("p1的PersonId=" + p1.getPersonId());
  System.out.println("p2的PersonId=" + p2.getPersonId());
 }

}

class Person {
 private int personId;

 // 构造器
 public Person(int id) {
  personId = id;
 }

 public int getPersonId() {
  return personId;
 }

 public void setPersonId(int id) {
  personId = id;
 }
}

在这个示例中，我们定义了一个类“Person”，它有一个“personId”的属性。在类“Assignment”的main()方法中，我们定义了两个int简单数据类型的变量a、b，并给b赋值100，然后将b的值赋给变量a，此时实际上是将b的值的一个“副本”拷贝给了a，因此，a和b中任何一方的变化，都不会影响到另一方；

 

另外，我们还定义了两个Person引用类型的变量p1、p2，并给p1初始化了一个对象引用，然后，将p1的值赋给p2，此时，这个操作实际上是将p1的对象引用复制给了p2，此时，p1和p2所指向的是同一个对象！因此，无论通过变量p1还是p2去改变对象，都是改变的同一个对象。

编译并运行上面的类“Assignment”，将得到如下的输出：
a = 100
b= 20
p1的PersonId=111
p2的PersonId=111

 

将赋值运算符和其他的运算符结合起来，就可以作为一种特别的“扩展”赋值运算符。扩展赋值运算符有如下这些：+=，-=，*=，/=，%=，&=，|=，^=，>>=，<<=，>>>=等。

 

注意，并非所有的运算符都可以和赋值运算符结合成扩展赋值运算符。

扩展赋值运算符的引入只是为了简化赋值运算的表达形式，将“a=a operator b;”简化为“ a operator=b;”，其作用是相同的。

字符串连接运算符

 

这个运算符可以说是在之后的编程中，运用最多的运算符了，根据印象来看的话，仅次于赋值运算符。

 

这个运算符也是重载运算符，重载了+运算符。在前面也提到了，Java中再布尔运算符和位运算中，实现了不少运算符的重载。但是由于这些位运算符使用频率极低，人们几乎都忘了Java还有这么一类运算符，以至于很多时候，会把字符串连接运算符认为是Java中唯一重载的运算符。

 

那么当Java源代码中出现了+运算符后，它到底是加法运算符还是字符串连接运算符？这里就是Java编译器运行判断的基本原则：

 

当“+”用在表达式中的时候，如果其中有一个操作数是字符串类型（String），则Java会自动将另一个操作数也转换成字符串，然后将这两个字符串相连起来生成一个新的字符串。

 

所以这里有一个小技巧，如果你想把一个非字符串类型的数据对象变成字符串类型，那么可以通过将数字和一个空字符串相连的方式，来方便的将数字转换成字符串类型。

 

比如： int i=5;

          String s = i+"";

 

这样就很容易的实现了字符串类型的转换了。这在Java编程中是一个很实用的技巧。

 

下面来看一个例子，来分析一下：

 

public class StringPlus {
 public static void main(String[] agrs) {
  double x = 9.987;
  double y = 1;// 自动将int型的数值1提升到double类型1.0
  double t = x + y;
  String s = "Price is: " + x; // 得到一个字符串：“Price is:9.987”
  String st = "Total Price is: " + t;
// 得到一个字符串：“Total Price is:10.987”
  System.out.println(s);
  System.out.println(st);
  System.out.println("" + x + y);// 打印出一个字符串：“9.9871.0”
  System.out.println(x + y + "");// 打印出一个字符串：“10.987”
 }
}

 

从上面的例子中，我们可以看到，String和一个数字类型的数据进行“+”运算，将会得到一个新的字符串，这个字符串由旧的字符串和这个数字组成。

再来看这行程序：
 System.out.println(""+x+y);

根据运算符从左到右的结合原则，空字符串“""”首先和x进行运算，得到一个字符串，这个字符串的内容就是“9.987”，然后，这个字符串再和数字y进行运算，此时得到一个由x和y组合成的新的字符串：9.9871.0。

比较一下下面这条语句：
  System.out.println(x+y+"");

这条语句首先进行数值的相加运算，得到一个新的数值：10.987，然后再和空字符串进行连接运算，此时得到一个新的字符串，内容为“10.987”。

运算符的结合性

 

除了上面的这些运算符外，Java还提供其他非常丰富的运算符来进行其他的运算。

Java软件运算符在风格和功能上都与C和C++极为相似。按优先顺序列出了各种运算符（“L to R”表示左到右结合，“R to L”表示右到左结合）

分隔符：  []   ()   ;   , 
 R to L  ++  -- + - ~ ! (data type) 
 L to R  *  /  % 
 L to R  +  - 
 L to R  <<  >>  >>> 
 L to R  <  >  <=  >= instanceof 
 L to R  ==  != 
 L to R  & 
 L to R  ^
 L to R  |
 L to R  && 
 L to R  ||
 R to L  ?: 
 R to L   =   *=   /=   %=   +=   -=     <<=   >>=   >>>=   &=   ^=   |=

注意：

虽然instanceof这个运算符看起来确实很奇怪，但它确实是Java编程语言特有的运算符。

---------------------------------------------------

Java SE 第三讲：运算符 Operator

1. 当有若干个变量参与运算时，结果类型取决于这些变量中表示范围最大的那个变量类型。比如，参与运算的变量中，有整型int，有双精度浮点型double，有短整型short，那么最后的结果类型就是double。
2. int a = 1;
int b = 2;
double c = (double)a / b;
（double）a 并不是表示把a转换成double类型，而是生成一个匿名变量。
上面的代码中，a与b都是整型，但是通过(double)a这种转换将a转换为一个匿名的变量，该变量的类型是double，但是要注意：a本身依旧是int类型，而不是double类型，这样，(double)a / b就是double类型除以int类型，结果自然是double类型。
3. 取模运算符：使用%表示。
int a = 5;
int b = 3;
int c = a % b;
上面代码的运行结果是2，因为5除以3结果是1余2。
取模的规律：取模的结果符号永远与被除数的符号相同
int a = 5;
int b = -3;
int c = a % b;
被除数是5，那么取模的结果是2
int a = -5;
int b = 3;
int c = a % b;
被除数是-5，那么取模的结果是-2
int a = 5;
int b = 3;
int c = a % b;
被除数是5，那么取模的结果是2
int a = -5;
int b = -3;
int c = a % b;
被除数是-5，那么取模的结果是-2。


4. 关系运算符：大于（>）、小于（<）、等于（==）、不等于（!=）、大于等于（>=）、小于等于（<=），关系运算的结果是个boolean值。
5. 逻辑运算符：重点讲解两个，逻辑运算符本身也返回一个boolean值。
1） 逻辑与：使用&&表示，逻辑与是个双目运算符（即有两个操作数的运算符），只有当两个操作数都为真的时候，结果才为真；其余情况结果均为假。逻辑与表示的并且的意思
。
2） 逻辑或：使用||表示，逻辑或也是个双目运算符，只有当两个操作数都为假的时候，结果才为假；其余情况结果均为真。逻辑或表示或者的意思。
6. 关于逻辑运算符的短路特性。
1） 逻辑与：如果第一个操作数为false，那么结果肯定就是false，所以在这种情况下，将不会执行逻辑与后面的运算了，即发生了短路。
2） 逻辑或：如果第一个操作数为true，那么结果肯定就是true，所在在这种情况下，将不会执行逻辑或后面的运算了，即发生了短路。
7. 关于变量的自增与自减运算。
1） 关于int b = a++，作用是将a的值先赋给b，然后再让a自增1.
2） 关于int b = ++a，作用是将a的值先自增1，然后将自增后的结果赋给b。