Java教程
day04_常见的运算符
运算符概述
运算符：对常量或者变量进行操作的符号。组成表达式的 Java 操作符有很多种（什么是操作数和操作符，例如 1+2，其中 1 和 2 都是操作数，+是操作符，操作符和操作数联合起来构成表达式）。 运算符按照其要求的操作数数目来分，可以有单目运算符（1 个操作数）、双目运算符（2 个 操作数）和三目运算符（3 个操作数）。运算符按其功能来分有：
- 算术运算符
- 赋值运算符
- 比较运算符（关系运算符）
- 逻辑运算符
- 位运算符
- 三元运算符
运算符是存在优先级的，那么如果不确定它们的优先级怎么办，其实很简单，直接加小括 号就可以了，添加有小括号优先级一定是高的，所以优先级不需要死记硬背，不确定就加小括 号，例如：1 + 2 * 3，想确保先求和，你就需要这样写：(1+2)*3。
算术运算符
算术运算符包括：+（两个数字求和）、-（两个数字相减）、*（两个数字乘积）、/（两 个数字相除）、%（两个数字取模或者求余）、++（单目运算符，对数字自加 1）、--（单目运算符，对数字自减 1）。如下图所示：
注意事项：
- /和%的区别：两个数据做除法，/取结果的商，%取结果的余数。 整数操作只能得到整数，要想得到小数，必须有浮点数参与运算。取模运算对于浮点数同样有效
- 如果对负数取模，可以把模数负号忽略不记，如： 5%-2=1 。 但被模数是负数则不可忽略。此外，取模运算的结果不一定总是整数
代码示例
/*
除法公式：
被除数 / 除数 = 商 ... 余数
对于一个整数的表达式来说，除法用的是整除，整数除以整数，结果仍然是整数。只看商，不看余数。
只有对于整数的除法来说，取模运算符才有余数的意义。
注意事项：
1. 一旦运算当中有不同类型的数据，那么结果将会是数据类型范围大的那种。
*/
public class Demo02Operator {
public static void main(String[] args) {
// 两个常量之间可以进行数学运算
System.out.println(20 + 30);//50
// 两个变量之间也可以进行数学运算
int i = 20;
int t = 30;
System.out.println(i - t); // -10
// 变量和常量之间可以混合使用
System.out.println(i * 10); // 200
int x = 10;
int y = 3;
int result1 = x / y;
System.out.println(result1); // 3
int result2 = x % y;
System.out.println(result2); // 1
// int + double --> double + double --> double
double result3 = x + 2.5;
System.out.println(result3); // 12.5
//任意四位数，倒叙输出，比如数字1234 输出4321
int a = 1234;
//获取个位数
int g = a % 10;
//获十位数
int s = a / 10 % 10;
//获取百位数
int b = a / 100 % 10;
//获取千位数
int q = a / 1000;
//倒叙输出
System.out.print(g);
System.out.print(s);
System.out.print(b);
System.out.print(q);
}
}
字符的“+”操作：拿字符在计算机底层对应的数值来进行计算的
算术表达式中包含多个基本数据类型的值的时候，整个算术表达式的类型会自动进行提升。 提升规则：
- byte类型，short类型和char类型将被提升到int类型
- 整个表达式的类型自动提升到表达式中最高等级操作数同样的类型 ，等级顺序如下图所示：
代码示例
public class VariableTest1 {
public static void main(String[] args) {
//定义两个变量
int i = 10;
char c = 'A'; //'A'的值是65
c = 'a'; //'a'的值是97
System.out.println(i + c);//107
c = '0'; //'0'的值是48
//char ch = i + c;
//char类型会被自动提升为int类型
int j = i + c;
System.out.println(j);//58
}
}
字符串的“+”操作：在”+”操作中，如果出现了字符串，就是连接运算符，否则就是算术运算。当连续进行“+”操作时，从左到右逐个执行。
/*
四则运算当中的加号“+”有常见的三种用法：
1. 对于数值来说，那就是加法。
2. 对于字符char类型来说，在计算之前，char会被提升成为int，然后再计算。
char类型字符，和int类型数字，之间的对照关系表：ASCII、Unicode
3. 对于字符串String（首字母大写，并不是关键字）来说，加号代表字符串连接操作。
任何数据类型和字符串进行连接的时候，结果都会变成字符串
*/
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
// 字符串类型的变量基本使用
// 数据类型 变量名称 = 数据值;
String str1 = "Hello";
System.out.println(str1); // Hello
System.out.println("Hello" + "World"); // HelloWorld
String str2 = "Java";
// String + int --> String
System.out.println(str2 + 20); // Java20
// 优先级问题
// String + int + int
// String + int
// String
System.out.println(str2 + 20 + 30); // Java2030
System.out.println(str2 + (20 + 30)); // Java50
}
}
自增自减运算符（属于算数运算符）
详解
- 基本含义：让一个变量涨一个数字1，或者让一个变量降一个数字1
- 使用格式：写在变量名称之前，或者写在变量名称之后。例如：++i，也可以i++
使用方式：
- 单独使用：不和其他任何操作混合，自己独立成为一个步骤。
- 混合使用：和其他操作混合，例如与赋值混合，或者与打印操作混合，等。
使用区别：
- 在单独使用的时候，前++和后++没有任何区别。也就是：++i;和i++;是完全一样的。
- 在混合的时候，有【重大区别】
- 如果是【前++】，那么变量【立刻马上+1】，然后拿着结果进行使用。
- 如果是【后++】，那么首先使用变量本来的数值，【然后再让变量+1】。
注意事项：
- 只有变量才能使用自增、自减运算符。常量不可发生改变，所以不能用。
-
无论是前++/--还是后++/--，只要执行完 ++/--，最终的结果都会让变量自加 1/ 减1 。
代码示例
package demo;
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
int num1 = 10;
System.out.println(num1); // 10
++num1; // 单独使用，前++
System.out.println(num1); // 11
num1++; // 单独使用，后++
System.out.println(num1); // 12
// 与打印操作混合的时候
int num2 = 20;
// 混合使用，先++，变量立刻马上变成21，然后打印结果21
System.out.println(++num2); // 21
System.out.println(num2); // 21
int num3 = 30;
// 混合使用，后++，首先使用变量本来的30，然后再让变量+1得到31
System.out.println(num3++); // 30
System.out.println(num3); // 31
int num4 = 40;
// 和赋值操作混合
int result1 = --num4; // 混合使用，前--，变量立刻马上-1变成39，然后将结果39交给result1变量
System.out.println(result1); // 39
System.out.println(num4); // 39
int num5 = 50;
// 混合使用，后--，首先把本来的数字50交给result2，然后我自己再-1变成49
int result2 = num5--;
System.out.println(result2); // 50
System.out.println(num5); // 49
int x = 10;
int y = 20;
// 11 + 20 = 31
int result3 = ++x + y--;
System.out.println(result3); // 31
System.out.println(x); // 11
System.out.println(y); // 19
// 30++; // 错误写法！常量不可以使用++或者--
}
}
关系运算符
关系运算符主要是完成数据和数据之间的比较，比如：5>3，结果是 true（真），5>10， 结果是 false（假）。
注意：
- 比较运算符的结果一定是一个boolean值，成立就是true，不成立就是false。千万不要把“==”误写成“=”。
- 如果进行多次判断，不能连着写。数学当中的写法，例如：1 < x < 3 程序当中【不允许】这种写法
代码示例
/*
一定要记住一个规则：
所有的关系运算符的运算结果都是布尔类型，
不是true就是false，不可能是其他值。
在java语言中:
= ： 赋值运算符
== ：关系运算符，判断是否相等。
注意：关系运算符中如果有两个符号的话，两个符号之间不能有空格。
>= 这是对的, > = 这是不对的。
== 这是对的，= = 这是不对的。
*/
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(10 > 5); // true
int num1 = 10;
int num2 = 12;
System.out.println(num1 < num2); // true
System.out.println(num2 >= 100); // false
System.out.println(num2 <= 100); // true
System.out.println(num2 <= 12); // true
System.out.println("===============");
System.out.println(10 == 10); // true
System.out.println(20 != 25); // true
System.out.println(20 != 20); // false
int x = 2;
// System.out.println(1 < x < 3); // 错误写法！编译报错！不能连着写。
}
}
赋值运算符
赋值类的运算符包括基本赋值运算符（=）和扩展的赋值运算符（+=、-=、*=、/=、%=）。
注意事项：
- 只有变量才能使用赋值运算符，常量不能进行赋值。
- 赋值运算符直接在原来的变量上进行操作,所以不会改变变量的数据类型，复合赋值运算符其中隐含了一个强制类型转换。
- 赋值赋值运算符在编写的时候，两个符号之间不能有空格。使用此运算符的时候，必须保证数据运算的结果的不能超过左边数据类型的最大取值范围，否则会出现不可预估的结果、
- = 将右边的值赋值给左边的变量 ，一定要等右边所有的代码运算完毕再进行赋值
-
当“=”两侧数据类型不一致时，可以使用自动类型转换或使用强制，类型转换原则进行处理。支持连续赋值。不建议使用
代码示例
/*
赋值运算符分为：
基本赋值运算符：就是一个等号“=”，代表将右侧的数据交给左侧的变量。
赋值运算符“=”右边优先级比较高，先执行右边的表达式
int a = 30;
复合赋值运算符：
+= a += 3 相当于 a = a + 3
-= b -= 4 相当于 b = b - 4
*= c *= 5 相当于 c = c * 5
/= d /= 6 相当于 d = d / 6
%= e %= 7 相当于 e = e % 7
*/
public class Demo03Operator {
public static void main(String[] args) {
int i = 10;
// 按照公式进行翻译：a = a + 5
// a = 10 + 5;
// a = 15;
// a本来是10，现在重新赋值得到15
i += 5;
System.out.println(i); // 15
int x = 10;
// x = x % 3;
// x = 10 % 3;
// x = 1;
// x本来是10，现在重新赋值得到1
x %= 3;
System.out.println(x); // 1
// 50 = 30; // 常量不能进行赋值，不能写在赋值运算符的左边。错误写法！
byte num = 30;
// num = num + 5;
// num = byte + int
// num = int + int
// num = int
// num = (byte) int
num += 5;
System.out.println(num); // 35
//变量交换
int a = 30;
int b = 40;
int temp;
//使用中间变量
temp = a;
a = b;
b = temp;
System.out.println(a);//40
System.out.println(b);//30
int c = 11;
int d = 21;
//变量交换 不使用中间变量
c = c + d;
d = c - d;
c = c - d;
System.out.println(c);//21
System.out.println(d);//11
}
}
逻辑运算符
主要包括逻辑与（&），逻辑或（|），逻辑异或（^），短路与（&&），短路或（||）。所有逻辑运算符的特点是操作数都是布尔类型，并且最终的运算结果也是布尔类型。
注意：
- 逻辑运算符用于连接布尔型表达式，在Java中不可以写成3<x<6，应该写 成x>3 & x<6 。
- 逻辑与&，无论左边真假，右边都要执行。
- 短路与&&，如果左边为真，右边执行；如果左边为假，右边不执行。
- 逻辑或|，无论左边真假，右边都要执行。
- 短路或||，如果左边为假，右边执行；如果左边为真，右边不执行。
常用的逻辑运算符
代码示例
/*
与（并且） && 全都是true，才是true；否则就是false
或（或者） || 至少一个是true，就是true；全都是false，才是false
非（取反） ! 本来是true，变成false；本来是false，变成true
与“&&”，或“||”，具有短路效果：
如果根据左边已经可以判断得到最终结果，那么右边的代码将不再执行，从而节省一定的性能。
注意事项：
1. 逻辑运算符只能用于boolean值。
2. 与、或需要左右各自有一个boolean值，但是取反只要有唯一的一个boolean值即可。
3. 与、或两种运算符，如果有多个条件，可以连续写。
两个条件：条件A && 条件B
多个条件：条件A && 条件B && 条件C
TIPS：
对于1 < x < 3的情况，应该拆成两个部分，然后使用与运算符连接起来：
int x = 2;
1 < x && x < 3
*/
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(true && false); // false
// true && true --> true
System.out.println(3 < 4 && 10 > 5); // true
System.out.println("============");
System.out.println(true || false); // true
System.out.println(true || true); // true
System.out.println(false || false); // false
System.out.println("============");
System.out.println(true); // true
System.out.println(!true); // false
System.out.println("============");
int a = 10;
// false && ...
System.out.println(3 > 4 && ++a < 100); // false
System.out.println(a); // 10
System.out.println("============");
int b = 20;
// true || ...
System.out.println(3 < 4 || ++b < 100); // true
System.out.println(b); // 20
}
}
三目运算符
执行流程：
- 首先计算关系表达式的值
- 如果值为true，表达式1的值就是运算结果
- 如果值为false，表达式2的值就是运算结果
代码示例
/*
格式：
数据类型 变量名称 = 条件判断 ? 表达式A : 表达式B;
流程：
首先判断条件是否成立：
如果成立为true，那么将表达式A的值赋值给左侧的变量；
如果不成立为false，那么将表达式B的值赋值给左侧的变量；
二者选其一。
*/
public class Demo{
public static void main(String[] args) {
int a = 10;
int b = 20;
// 数据类型 变量名称 = 条件判断 ? 表达式A : 表达式B;
// 判断a > b是否成立，如果成立将a的值赋值给max；如果不成立将b的值赋值给max。二者选其一
int max = a > b ? a : b; // 最大值的变量
System.out.println("最大值：" + max); // 20
// int result = 3 > 4 ? 2.5 : 10; // 错误写法！
System.out.println(a > b ? a : b); // 正确写法！
// a > b ? a : b; // 错误写法！
}
}
注意事项：必须同时保证表达式A和表达式B都符合左侧数据类型的要求。三元运算符的结果如果不使用变量保存则必须被使用。
位运算符
位运算是直接对整数的二进制进行的运算 且 位运算符操作的都是整型的数据。
代码示例
/*
结论：
1. 位运算符操作的都是整型的数据
2. << ：在一定范围内，每向左移1位，相当于 * 2
>> :在一定范围内，每向右移1位，相当于 / 2
面试题：最高效方式的计算2 * 8 ？ 2 << 3 或 8 << 1
*/
class BitTest {
public static void main(String[] args) {
int i = 21;
i = -21;
System.out.println("i << 2 :" + (i << 2));
System.out.println("i << 3 :" + (i << 3));
System.out.println("i << 27 :" + (i << 27));
int m = 12;
int n = 5;
System.out.println("m & n :" + (m & n));
System.out.println("m | n :" + (m | n));
System.out.println("m ^ n :" + (m ^ n));
//练习：交换两个变量的值
int num1 = 10;
int num2 = 20;
System.out.println("num1 = " + num1 + ",num2 = " + num2);
//方式一：定义临时变量的方式
//推荐的方式
int temp = num1;
num1 = num2;
num2 = temp;
//方式二：好处：不用定义临时变量
//弊端：① 相加操作可能超出存储范围 ② 有局限性：只能适用于数值类型
//num1 = num1 + num2;
//num2 = num1 - num2;
//num1 = num1 - num2;
//方式三：使用位运算符
//有局限性：只能适用于数值类型
//num1 = num1 ^ num2;
//num2 = num1 ^ num2;
//num1 = num1 ^ num2;
System.out.println("num1 = " + num1 + ",num2 = " + num2);
}
}
关于进制
所有数字在计算机底层都以二进制形式存在。
对于整数，有四种表示方式：
- 二进制(binary)：0,1 ，满2进1.以0b或0B开头。
- 十进制(decimal)：0-9 ，满10进1。
- 八进制(octal)：0-7 ，满8进1. 以数字0开头表示。
- 十六进制(hex)：0-9及A-F，满16进1. 以0x或0X开头表示。此处的A-F不区分大小写。 如：0x21AF +1= 0X21B0
二进制
Java整数常量默认是int类型，当用二进制定义整数时，其第32位是符号位； 当是long类型时，二进制默认占64位，第64位是符号位
二进制的整数有如下三种形式：
- 原码：直接将一个数值换成二进制数。最高位是符号位
- 负数的反码：是对原码按位取反，只是最高位（符号位）确定为1。
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