javaSE_05_运算符

Posted 2020-12-14 wurengen

知识框架

运算符概述

运算符是指对操作数的运算方式。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、关系运算符、逻辑运算符、位运算符、条件运算符、字符串连接运算符和其他运算符。常见的运算符如下所示：

• 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

每个编程语言当中都有运算符，基本上都是通用的，这么多的运算符，它们同时出现的时候有优先级吗？答案是有的。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） 等等 ，如下图所示：

算术运算符的注意问题

• 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。
• 对于除号“/”，它的整数除和小数除是有区别的：整数之间做除法时，只保留整数部分而舍弃小数部分。 
• “+”除字符串相加功能外，还能把非字符串转换成字符串
• ????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。

代码演示

 
public class Demo01Operator {
    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 a = 20;
        int b = 30;
        System.out.println(a - b); // -10
 
        // 变量和常量之间可以混合使用
        System.out.println(a * 10); // 200
 
        int x = 10;
        int y = 3;
        //结果是商
        int result1 = x / y;
        System.out.println(result1); // 3
        //取模也叫取余，结果的符号与被模数的符号相同
        int result2 = x % -3;
        System.out.println(result2); //  1
 
        // int + double --> double + double --> double
        double result3 = x + 2.5;
        System.out.println(result3); // 12.5
 
    }
}

自增自减运算符

详解自增自减运算符

• 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：++num，也可以num++

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：++num;和num++;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。    【先加后用】
• 如果是【后++】，那么首先使用变量本来的数值，【然后再让变量+1】。 【先用后加】

代码演示

public class Demo02Operator {
    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（比较）运算符

比较运算符有6种关系，分别为小于、小于等于、大于、等于、大于等于、不等于。比较运算符的结果都是boolean型，也就是要么是true，要么是false。

                         

注意事项：

• 千万不要把“==”误写成“=”，"=="是判断是否相等的关系，"="是赋值。
• 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。
• 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。

代码演示

public class Demo03Operator {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        int b = 20;
        System.out.println(a == b); // false
        System.out.println(a != b); // true
        System.out.println(a > b); // false
        System.out.println(a >= b); // false
        System.out.println(a < b); // true
        System.out.println(a <= b); // true
        // 关系运算的结果肯定是boolean类型，所以也可以将运算结果赋值给boolean类型的变量
        boolean flag = a > b;
        System.out.println(flag); // false
    }
}

逻辑运算符

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。逻辑运算符的基本运算规则如下表所示：

注意事项：

• 逻辑运算符两边要求都是布尔类型，并且最终的运算结果也是布尔类型。
• 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 。如果有多个条件，可以连续写。两个条件：条件A && 条件B 丶多个条件：条件A && 条件B && 条件C
• 异或( ^ )与或 ( | )的不同之处是：当左右都为true时，结果为false。

“&”和“&&”的区别：

• 单&时，左边无论真假，右边都进行运算；
• 双&时，如果左边为真，右边参与运算，如果左边为假，那么右边不参与运算。(效率较高)

“|”和“||”的区别：

• 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。(效率较高)

???????代码演示

public class Demo05Operator {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(5 > 3 & 5 > 4); //true
        System.out.println(5 > 100 | 5 > 4); //true
        System.out.println(!(5 > 3)); //false
        System.out.println(!(5 < 3)); //true
        System.out.println(true & true); //true
        System.out.println(true & false); //false
        System.out.println(true | false); //true
        System.out.println(!false); //true
        System.out.println(!true); //false
        System.out.println(true ^ false); //true
        System.out.println(true ^ true); //false
        System.out.println(false ^ false); //false
        //重点研究逻辑与（&）和短路与（&&）的区别
        int x = 100;
        int y = 98;
        int z = 99;
        System.out.println(x > y & x > z); //true
        System.out.println(x > y && x > z); //true
        /*
         * 通过测试得出，逻辑与（&）和短路与（&&）最终运行
         * 结果相同那么它们有什么区别呢？请看以下代码。
         */
        int m = 99;
        int n = 100;
        System.out.println(m > n & m > n++); //false
        /*
         * 逻辑与（&）运算符只有当两边的操作数都是 true 的时候，* 结果才是 true，只要有一个是 false，结果必然是 false。
         * 以上程序逻辑左边的表达式(m > n)显然结果是 false， * 通过左边的表达式已经可以得出结果是false 了，右边的
         * 表达式没有执行的必要，那我们来看一下右边的表达式
         * 有没有执行，只要输出 n 就可以了断定。
         */
        System.out.println("n = " + n); //101
        /*
         * 以上程序的运行结果是 101，足以说明 n++已经执行了。
         * 也说明了逻辑与运算符无论左边表达式结果是true 还
         * 是 false，右边表达式一定会执行。
         */
        //那我们来看一下短路与（&&）是怎样的？
        int k = 99;
        int f = 100;
        System.out.println(k > f && k > f++); //false
        System.out.println("f = " + f); //100
        /*
         * 通过以上测试得出 f++并没有执行，因为左边表达式(k > f)
         * 为 false，右边的表达式就不再执行了，这种现象被称为短路
         * 现象。也就是说对于短路与来说，左边的表达式只要为 false，
         * 就会发生短路，右边表达式不再执行了。
         */
    }
}

赋值运算符

赋值运算符的作用是将一个表达式的值赋给左边，左边必须是可修改的，不能是常量。赋值运算符目前也是只需要掌握=、+=、-=、*=、/=、%=，其它和二进制相关的内容也是到后面遇到的时候再详细学习。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：

• 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。
• 扩展赋值运算符： +=, -=, *=, /=, %=，扩展的赋值运算符隐含了强制类型转换。不改变原来的数据类型也就是说 byte b=100; b +=1000;b 变量最初是 byte 类型，最后的运算结果还是一个 byte类型。这是一条固定的语法规则，大家记住就行了，以后在使用扩展类赋值运算符的时候要谨慎，不小心就会精度损失的

代码演示

/*
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。
    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 Demo {
    public static void main(String[] args) {
        //把10赋值给int类型的变量i
        int i = 10;
        System.out.println("i:" + i);//10
 
        // += 把左边和右边的数据做加法操作，结果赋值给左边
        i += 20;
        //i = i + 20;
        System.out.println("i:" + i);//i:30
 
        //注意：扩展的赋值运算符底层隐含了强制类型转换
        short s = 10;
        s += 20;
        //s = (short)(s + 20);
        System.out.println("s:" + s);//s:30
    }
}

三目运算符

条件运算符属于三目运算符，它的语法

格式：

• 数据类型 变量名 = 布尔类型表达式？结果1：结果2

计算方式：

• 布尔类型表达式结果是true，三元运算符整体结果为结果1，赋值给变量。
• 布尔类型表达式结果是false，三元运算符整体结果为结果2，赋值给变量。

代码演示

/*
运算符之六：三元运算符
1.结构：(条件表达式)? 表达式1 : 表达式2
2. 说明
① 条件表达式的结果为boolean类型
② 根据条件表达式真或假，决定执行表达式1，还是表达式2.
  如果表达式为true，则执行表达式1。
  如果表达式为false，则执行表达式2。
③ 表达式1 和表达式2要求是一致的。
④ 三元运算符可以嵌套使用
3. 
凡是可以使用三元运算符的地方，都可以改写为if-else
反之，不成立。
4. 如果程序既可以使用三元运算符，又可以使用if-else结构，那么优先选择三元运算符。原因：简洁、执行效率高。
*/
class Demo {
    public static void main(String[] args) {
 
        //获取两个整数的较大值
        int m = 12;
        int n = 5;
 
        int max = (m > n)? m : n;
        System.out.println(max);//12
        //改写成if-else:
        if(m > n){
            System.out.println(m);//12
        }else{
            System.out.println(n);
        }
        //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。
        double num = (m > n)? 2 : 1.0;
 
        //(m > n)? 2 : "n大";//编译错误,三元运算符的结果必须被使用。
 
        n = 12;
        String maxStr = (m > n)? "m大" : ((m == n)? "m和n相等" : "n大");
        System.out.println(maxStr);//m和n相等
 
        //获取三个数的最大值
        int n1 = 12;
        int n2 = 30;
        int n3 = -43;
 
        int max1 = (n1 > n2)? n1 : n2;
        int max2 = (max1 > n3)? max1 : n3;
        System.out.println("三个数中的最大值为：" + max2);//三个数中的最大值为：30
 
        //不建议 嵌套使用，阅读性不好
        //int max3 = (((n1 > n2)? n1 : n2) > n3)? ((n1 > n2)? n1 : n2) : n3;
 
 
    }
}

???????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。
• 三元运算符的结果必须被使用。

字符串连接运算符

在 java 语言中所有的字符串都使用半角双引号括起来的，字符串属于引用数据类型，不属于基本数据类型的范畴，怎么定义一个字符串的变量呢？例如：String name=“jack”;，这就类似于 int i=10;是一样的，int 是一种整数类型，i 是变量，10 是整数型字面量。那么 String 则是一种字符串类型，name 是变量，”jack”是字符串型字面量。在 java 编程中对字符串的操作是非常频繁的，例如字符串的连接操作，此时就需要使用“+”字符串连接运算符了。实际上“+”运算符在 java 语言中有两个作用，作用一是对数字进行求和运算，作用二就是字符串连接运算，那么它在什么时候是进行求和，什么时候又进行字符串连接呢？大家可以这样进行区分，当“+”运算的时候，两边的操作数都是数字的话，一定会进行求和运算，只要其中有一个操作数是字符串类型，那么一定会进行字符串拼接运算，字符串拼接之后的结果还是字符串类型。需要注意的是，当一个表达式当中有多个“+”，并且在没有小括号的前提下，遵循自左向右的顺序依次执行。我们来看一段程序：

public class PlusTest01 {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        int b = 20;
        //加号两边都是 int 类型，执行求和运算
        int c = a + b;
        /*
         * 以下代码虽然有两个加号，第一个加号在双引号当中，
         * 不起任何作用，只是一个普通字符串，第二个加号由于
         * 左边操作数是一个字符串，所以这个加号一定会进行
         * 字符串连接，连接之后的结果还是一个字符串。
         */
        System.out.println("a + b = " + c); //a + b = 30
        /*
         * 分析以下程序的输出结果？哪些加号进行求和，
         * 哪些加号进行字符串连接
         */
        System.out.println(a + " + " + b + " = " + a + b);//10 + 20 = 1020
        /*
         * 分析以下程序的输出结果？哪些加号进行求和，
         * 哪些加号进行字符串连接
         */
        System.out.println(a + " + " + b + " = " + (a + b));//10 + 20 = 30
        //定义一个字符串类型变量
        String name = "jack";
        /*
         * 字符串拼接在实际开发中很常用，拼接的时候是有口诀，
         * 大家记住，将变量放到字符串当中进行拼接，可以这样
         * 做：1、在拼接的位置添加一个英文双引号；2、在双引
         * 号中间添加两个加号；3、把字符串变量放到两个加号
         * 中间。
         */
        System.out.println("登录成功，欢迎" + name + "回来！");//登录成功，欢迎jack回来！
    }
}

位运算符???????（了解）

位运算是直接对整数的二进制进行的运算，了解就可以了。