JAVA基础——常见运算符
Java语句有多种形式，表达式就是其中一种。表达式由操作数和运算符组成：操作数可以是常量、变量或方法，而运算符就是数学中的运算符号，如“+”、“-”、“”、“/”、“%”等。同时Java提供了许多运算符，这些运算符除了可以进行数学运算外，还可以进行逻辑运算、地址运算等。根据其使用的类，运算符可以分为：算术运算符 、.比较（关系）运算符 、逻辑运算符、自加和自减运算符 、赋值运算符、三目运算符 、位运算符等。
一.算数运算符
算数运算符包括：+、-、、/、%，其中需要注意的是“/”和“%”，“/”是整除，“%”是取余。
具体的表现形式如图所示：


由图可知：“/”是取整，而“%”是取余。如果想算出两数相除的具体结果，我们可以将图中的int类型改为float或者double类型，这样就能算出具体结果，如图所示：

二.比较运算符
比较运算符包括：<、>、==、!=、<=、>=，同时比较运算符它们在表达式中返回的值为布尔类型，只有真或假这两种值，如图所示：


三.逻辑运算符
逻辑运算符包括：&、&&、|、||、！，同时我们要注意&、&&、|、||之间的区别，这里我只举例说明&、&&之间的区别，|、||之间的区别与&、&&是一样的。
&要将所有的条件都进行判断，而&&是只要遇到有条件返回了fasle,就直接中断后面的判断，所以又称短路判断。具体表现形式如图所示：


四.自加和自减运算符
自加和自减运算符包括：++a、a++、a–、--a,我们要注意他们直接的区别
这里我举一个例子：
在这里插入图

相信我们从这里就可以看出它们之间的区别了，a++只是a自增，而不将自增的值赋予，++a却相反；a–和--a也是同样的道理
五.赋值运算符
赋值运算符包括：=、+=、-=、*=、/=、%=
这些运算符的使用原理都是相同的，就拿+=来举例吧：b+=a等价与b=b+a，
如图所示：

六.三目运算符
实例：表达式 ? 值1: 值2
int a = 10;
int b = 20;
int max = a > b ? a :b;

七.位运算符
位运算符用来对二进制位进行操作 ,Java中提 供 了 如 下所 示 的 位 运 算符 :

位 运 算 符 (＞＞,＜＜,＞＞＞,&,|,^,～ ) ,位运 算 符 中 ,除 ～ 以 外 ,其余 均 为 二 元 运 算 符 。 操 作 数 只 能 为 整 型 和字 符 型 数 据 。

基础知识

补码

所有的整数类型（除了char 类型之外）都是有符号的整数。这意味着他们既能表示正数，又能表示负数。 Java使用 补 码 来 表 示 二 进 制 数 ,在补 码 表 示 中 ,最高 位 为 符号 位 ,正数 的 符 号 位 为 0,负数 为 1。补 码 的 规 定 如 下 :

对 正 数 来 说 ,最高 位 为 0,其余 各 位 代 表 数 值 本 身 (以二 进制 表 示 ),如 +42的补码 为 00101010。

对 负 数 而 言 ,把该 数 绝 对 值 的 补 码 按 位 取 反 ,然后 对 整 个数 加 1,即得 该 数的 补 码 。 如 -42的补 码 为 11010110 (00101010 按 位 取 反 11010101 +1=11010110 )

用 补 码 来 表 示 数 ,0的补 码 是 唯 一 的 ,都为 00000000。 (而在 原码 ,反码 表 示中 ,+0和 -0的表 示 是 不 唯 一 的 ,可参 见 相 应 的 书 籍 )。而 且 可 以用 111111表示 -1的补 码 (这也 是 补 码 与 原 码 和 反 码 的 区 别 )。

类型长度

整 型

整型常 量 在 机 器 中 占 32位 ,具有 int型的 值 ,对于 long型值 ,则要在 数 字 后 加 L或 l,如 123L表示 一 个 长 整 数 ,它在 机 器 中 占 64位。整 型 变 量 的 类 型 有 byte、 short、 int、 long四种 。 下面 列 出各 类 型 所 在 内 存 的 位 数 和 其表 示 范 围 。

数据类型 描述 所占位数
Integers

byte Byte-length integer 8-bit two’s complement

short Short integer 16-bit two’s complement

int Integer 32-bit two’s complement

long

Long integer 64-bit two’s complement

Real numbers

float Single-precision floating point 32-bit IEEE 754

double Double-precision floating point 64-bit IEEE 754

Other types

char A single character 16-bit Unicode character

boolean A boolean value (true or false) true or false

int类型 是 最 常 使 用 的 一 种 整 数 类 型 。 它 所 表 示的 数 据 范 围 足 够 大 ,而且 适 合 于 32位、64位处 理 器 。 但 对 于 大 型 计 算 ,常会 遇 到 很 大 的 整 数 ,超出 int类型 所 表 示 的 范 围 ,这时 要 使 用long类型 。

由 于 不 同 的 机 器 对 于 多字 节 数 据 的 存 储 方 式 不 同 ,可能 是 从 低 字 节 向 高 字 节 存 储 ,也
可能 是 从 高 字 节 向 低 字 节 存 储 ,这样 ,在分 析 网 络 协 议 或 文 件 格 式 时 ,为了 解 决 不 同 机 器 上
的字 节 存 储 顺 序 问 题 ,用 byte类型 来 表 示 数 据 是 合 适 的 。 而 通 常 情 况 下 ,由于 其 表 示 的 数 据
范围 很 小 ,容易 造 成 溢 出 ,应避 免 使 用 。

short类 型 则 很 少 使 用 ,它限 制 数 据 的 存 储 为 先 高 字 节 ,后低 字 节 ,这样 在 某 些 机 器 中 会出错 。

整型 变 量 的 定 义 ,如 :
byte b; //指定变量b为byte型
short s; //指定变量s为short型
int i; //指定变量i为int型
long l; //指定变量l为long型

浮 点 型 (实型 )数据
实型 变 量 的 类 型 有 float和 double两种 ,下表 列 出 这 两 种 类 型 所 占 内 存 的 位 数 和 其 表示 范
围。
数据类型 所占位数 数的范围
float 32 3.4e-038～3.4e+038
double 64 1.7e-308～1.7e+308

双精 度 类 型 double比单 精 度 类 型 float具有 更 高 的 精 度 和 更 大 的 表 示 范 围 ,常常 使 用 。

（三）实型 变 量 定 义 ,如

float f; //指 定 变 量 f为 float型

double d; //指 定 变 量 d为 double型

[注 ]与 C、 C++不同 ,Java中没 有 无 符 号 型 整 数 ,而且 明 确 规 定 了 整 型 和 浮 点 型 数 据 所 占 的
内存 字 节 数 ,这样 就 保 证 了 安 全 性 、 鲁 棒 性 和 平 台 无 关 性。

Java 位运算符

Java 定义的位运算（bitwise operators ）直接对整数类型的位进行操作，这些整数类型包括long，int，hort，char，and byte 。表4-2 列出了位运算：

运算符
结果

~
按位非（NOT）（一元运算）

&
按位与（AND）

|
按位或（OR）

^
按位异或（XOR）

右移

右移，左边空出的位以0填充 ；无符号右移

<<
左移

&=
按位与赋值

|=
按位或赋值

^=
按位异或赋值

=
右移赋值

=
右移赋值，左边空出的位以0填充 ；无符号左移

<<=
左移赋值

详细解释

按位非（NOT）

按位非也叫做补，一元运算符NOT“~”是对其运算数的每一位取反。例如，数字42，它的二进制代码为：
00101010
经过按位非运算成为
11010101

按位与（AND）

按位与运算符“&”，如果两个运算数都是1，则结果为1。其他情况下，结果均为零。看下面的例子：

00101010 42 &00001111 15

00001010 10

按位或（OR）

按位或运算符“|”，任何一个运算数为1，则结果为1。如下面的例子所示：

00101010 42 | 00001111 15

00101111 47

按位异或（XOR）

按 位异或运算符“^”，只有在两个比较的位不同时其结果是 1。否则，结果是零。下面的例子显示了“^”运算符的效果。这个例子也表明了XOR 运算符的一个有用的属性。注意第二个运算数有数字1的位，42对应二进制代码的对应位是如何被转换的。第二个运算数有数字0的位，第一个运算数对应位的数 字不变。当对某些类型进行位运算时，你将会看到这个属性的用处。

00101010 42 ^ 00001111 15

00100101 37
位逻辑运算符的应用

下面的例子说明了位逻辑运算符：

// Demonstrate the bitwise logical operators.
class BitLogic {
public static void main(String args[]) {

String binary[] = {“0000”, “0001”, “0010”, “0011”, “0100”, “0101”, “0110”, “0111”, “1000”, “1001”, “1010”, “1011”, “1100”, “1101”, “1110”, “1111”

};
int a = 3; // 0 + 2 + 1 or 0011 in binary
int b = 6; // 4 + 2 + 0 or 0110 in binary
int c = a | b;
int d = a & b;
int e = a ^ b;
int f = (~a & b) | (a & ~b);
int g = ~a & 0x0f;

System.out.println(" a = " + binary[a]);
System.out.println(" b = " + binary[b]);
System.out.println(" a|b = " + binary[c]);
System.out.println(" a&b = " + binary[d]);
System.out.println(" a^b = " + binary[e]);
System.out.println(“_a&b|a&b = " + binary[f]);
System.out.println(” ~a = " + binary[g]);

}
}

在 本例中，变量a与b对应位的组合代表了二进制数所有的 4 种组合模式：0-0，0-1，1-0 ，和1-1 。“|”运算符和“&”运算符分别对变量a与b各个对应位的运算得到了变量c和变量d的值。对变量e和f的赋值说明了“^”运算符的功能。字符串 数组binary 代表了0到15 对应的二进制的值。在本例中，数组各元素的排列顺序显示了变量对应值的二进制代码。数组之所以这样构造是因为变量的值n对应的二进制代码可以被正确的存储 在数组对应元素binary[n] 中。例如变量a的值为3，则它的二进制代码对应地存储在数组元素binary[3] 中。~a的值与数字0x0f （对应二进制为0000 1111 ）进行按位与运算的目的是减小~a的值，保证变量g的结果小于16。因此该程序的运行结果可以用数组binary 对应的元素来表示。该程序的输出如下：

a = 0011 b = 0110 a|b = 0111 a&b = 0010 a^b = 0101 _a&b|a&b = 0101 ~a = 1100

左移运算符
左移运算符<<使指定值的所有位都左移规定的次数。它的通用格式如下所示：

value << num
这 里，num 指定要移位值value 移动的位数。也就是，左移运算符<<使指定值的所有位都左移num位。每左移一个位，高阶位都被移出（并且丢弃），并用0填充右边。这意味着 当左移的运算数是int 类型时，每移动1位它的第31位就要被移出并且丢弃；当左移的运算数是long 类型时，每移动1位它的第63位就要被移出并且丢弃。
在对byte 和short类型的值进行移位运算时，你必须小心。因为你知道Java 在对表达式求值时，将自动把这些类型扩大为 int 型，而且，表达式的值也是int 型。对byte 和short类型的值进行移位运算的结果是int 型，而且如果左移不超过31位，原来对应各位的值也不会丢弃。但是，如果你对一个负的byte 或者short类型的值进行移位运算，它被扩大为int 型后，它的符号也被扩展。这样，整数值结果的高位就会被1填充。因此，为了得到正确的结果，你就要舍弃得到结果的高位。这样做的最简单办法是将结果转换为 byte 型。下面的程序说明了这一点：

// Left shifting a byte value.
class ByteShift {
public static void main(String args[]) {
byte a = 64, b;
int i;
i = a << 2;
b = (byte) (a << 2);
System.out.println("Original value of a: " + a);
System.out.println("i and b: " + i + " " + b);
}
}

该程序产生的输出下所示：

Original value of a: 64
i and b: 256 0

因变量a在赋值表达式中，故被扩大为int 型，64（0100 0000 ）被左移两次生成值256 （10000 0000 ）被赋给变量i。然而，经过左移后，变量b中惟一的1被移出，低位全部成了0，因此b的值也变成了0。

既然每次左移都可以使原来的操作数翻倍，程序员们经常使用这个办法来进行快速的2 的乘法。但是你要小心，如果你将1移进高阶位（31或63位），那么该值将变为负值。下面的程序说明了这一点：

// Left shifting as a quick way to multiply by 2.
class MultByTwo {
public static void main(String args[]) {
int i;
int num = 0xFFFFFFE;

for(i=0; i<4; i++) {
num = num << 1;
System.out.println(num);
}
}
该程序的输出如下所示：
536870908
1073741816
2147483632
-32

初值经过仔细选择，以便在左移 4 位后，它会产生-32。正如你看到的，当1被移进31 位时，数字被解释为负值。

右移运算符
右移运算符>>使指定值的所有位都右移规定的次数。它的通用格式如下所示：
value >> num
这里，num 指定要移位值value 移动的位数。也就是，右移运算符>>使指定值的所有位都右移num位。下面的程序片段将值32右移2次，将结果8赋给变量a:
int a = 32;
a = a >> 2; // a now contains 8

当值中的某些位被“移出”时，这些位的值将丢弃。例如，下面的程序片段将35右移2 次，它的2个低位被移出丢弃，也将结果8赋给变量a:
int a = 35;
a = a >> 2; // a still contains 8
用二进制表示该过程可以更清楚地看到程序的运行过程：
00100011 35

2
00001000 8

将值每右移一次，就相当于将该值除以2并且舍弃了余数。你可以利用这个特点将一个整数进行快速的2的除法。当然，你一定要确保你不会将该数原有的任何一位移出。
右 移时，被移走的最高位（最左边的位）由原来最高位的数字补充。例如，如果要移走的值为负数，每一次右移都在左边补1，如果要移走的值为正数，每一次右移都 在左边补0，这叫做符号位扩展（保留符号位）（sign extension ），在进行右移操作时用来保持负数的符号。例如，–8 >> 1 是–4，用二进制表示如下：
11111000 –8 >>1 11111100 –4

一个要注意的有趣问题是，由于符号位扩展（保留符号位）每次都会在高位补1，因此-1右移的结果总是–1。有时你不希望在右移时保留符号。例如，下面的例子将一个byte 型的值转换为用十六进制表示。注意右移后的值与0x0f进行按位与运算，这样可以舍弃任何的符号位扩展，以便得到的值可以作为定义数组的下标，从而得到对应数组元素代表的十六进制字符。

// Masking sign extension.
class HexByte {
static public void main(String args[]) {

char hex[] = {
’0’, ’1’, ’2’, ’3’, ’4’, ’5’, ’6’, ’7’,
’8’, ’9’, ’a’, ’b’, ’c’, ’d’, ’e’, ’f’’
};
byte b = (byte) 0xf1;
System.out.println(“b = 0x” + hex[(b >> 4) & 0x0f] + hex[b & 0x0f]);

}

}

该程序的输出如下：

b = 0xf1

无符号右移
正 如上面刚刚看到的，每一次右移，>>运算符总是自动地用它的先前最高位的内容补它的最高位。这样做保留了原值的符号。但有时这并不是我们想要 的。例如，如果你进行移位操作的运算数不是数字值，你就不希望进行符号位扩展（保留符号位）。当你处理像素值或图形时，这种情况是相当普遍的。在这种情况 下，不管运算数的初值是什么，你希望移位后总是在高位（最左边）补0。这就是人们所说的无符号移动（unsigned shift ）。这时你可以使用Java 的无符号右移运算符>>> ，它总是在左边补0。

下面的程序段说明了无符号右移运算符>>> 。在本例中，变量a被赋值为-1，用二进制表示就是32位全是1。这个值然后被无符号右移24位，当然它忽略了符号位扩展，在它的左边总是补0。这样得到的值255被赋给变量a。

int a = -1; a = a >>> 24;

下面用二进制形式进一步说明该操作：

11111111 11111111 11111111 11111111 int型-1的二进制代码>>> 24 无符号右移24位00000000 00000000 00000000 11111111 int型255的二进制代码
由 于无符号右移运算符>>> 只是对32位和64位的值有意义，所以它并不像你想象的那样有用。因为你要记住，在表达式中过小的值总是被自动扩大为int 型。这意味着符号位扩展和移动总是发生在32位而不是8位或16位。这样，对第7位以0开始的byte 型的值进行无符号移动是不可能的，因为在实际移动运算时，是对扩大后的32位值进行操作。下面的例子说明了这一点：

// Unsigned shifting a byte value.
class ByteUShift {
static public void main(String args[]) {
int b = 2;
int c = 3;

a |= 4;
b >>= 1;
c <<= 1;
a ^= c;
System.out.println("a = " + a);
System.out.println("b = " + b);
System.out.println("c = " + c);

}
}

该程序的输出如下所示：

a = 3
b = 1
c = 6