Java学习笔记2.3.7 运算符与表达式 - 运算优先级与表达式

Posted 2022-03-05 howard2005

文章目录

• 零、本讲学习目标
• 一、运算优先级
• • （一）运算优先级概述
  • （二）运算优先级表
  • （三）简要说明
• 二、Java表达式
• • （一）表达式的概念
  • （二）表达式的值与类型
  • （三）表达式的运算顺序
  • （四）书写表达式的注意事项
• 三、课后作业
• • 任务1、将数学公式转换成Java表达式
  • 任务2、已知圆的半径，编程求圆的周长和面积
• 四、拓展阅读
• • （一）直击内核：打牢基础，以不变应万变
  • （二）主动学习：提高你的学习效率

零、本讲学习目标

1. 了解Java运算优先级
2. 能争取书写Java表达式

一、运算优先级

（一）运算优先级概述

• 所有的数学运算都认为是从左向右运算的，Java 语言中大部分运算符也是从左向右结合的，只有单目运算符、赋值运算符和三目运算符例外，其中，单目运算符、赋值运算符和三目运算符是从右向左结合的，也就是从右向左运算。

• 乘法和加法是两个可结合的运算，也就是说，这两个运算符左右两边的操作数可以互换位置而不会影响结果。运算符有不同的优先级，所谓优先级就是在表达式运算中的运算顺序。

• 一般而言，单目运算符优先级较高，赋值运算符优先级较低。算术运算符优先级较高，关系和逻辑运算符优先级较低。多数运算符具有左结合性，单目运算符、三目运算符、赋值运算符具有右结合性。

（二）运算优先级表

• Java 语言中运算符的优先级共分为 14 级，其中 1 级最高，14 级最低。在同一个表达式中运算符优先级高的先执行。下表 列出了所有的运算符的优先级以及结合性。

优先级	运算符	结合性
1	()、[]、	从左向右
2	!、+、-、~、++、–	从右向左
3	*、/、%	从左向右
4	+、-	从左向右
5	<<、>>、>>>	从左向右
6	<、<=、>、>=、instanceof	从左向右
7	==、!=	从左向右
8	&	从左向右
9	^	从左向右
10	|	从左向右
11	&&	从左向右
12	||	从左向右
13	? :	从右向左
14	=、+=、-=、*=、/=、&=、|=、^=、~=、<<=、>>=、>>>=	从右向左

（三）简要说明

• 如果实在搞不清默认的运算优先级，那么利用括号来改变运算次序，满足实际运算的需要即可。

二、Java表达式

（一）表达式的概念

• 用运算符把常量或者变量连接起来符合Java语法的式子就称为表达式。

（二）表达式的值与类型

• 表达式的值就是表达式进行运算得到的结果
• 表达式的数据类型就是表达式的值的数据类型

（三）表达式的运算顺序

• 应按照运算符的优先级从高到低的顺序进行
• 优先级相同的运算符按照事先约定的结合方向进行

（四）书写表达式的注意事项

• 只能是单行书写
• 不省略任何运算符
• 只能使用圆括号

例如：$x_1=\frac{-b+\sqrt{b^2-4ac}}{2a}$
上下标和分式全部要处理成单行，并且乘法运算符“*”不能省略：

x1 = (-b + Math.sqrt(b * b - 4 * a * c)) / (2 * a);

又如：$y=4+35x^3-[2x^2-(6x+5)]$，写成Java表达式只能使用圆括号，并且乘法运算符“*”不能省略：

y = 4 + 3 * (5 * x * x * x - (2 * x *x - (6 * x + 5)));

三、课后作业

任务1、将数学公式转换成Java表达式

• $4x^3{y}^2-5y^2{z}^4+7z^3{x}^2$
• $\frac{4x^2+5x-1}{2x^2-3x+7}+\frac{2y^2-5y+1}{3y^2+7y-3}$
• $\frac{\sqrt{2x^2-3x-5}+x-3}{x^3+5x^2-4x+7}$

任务2、已知圆的半径，编程求圆的周长和面积

• 要求定义圆周率符号常量PI = 3.141596
• 要求圆周长与圆面积结果保留两位小数
  

四、拓展阅读

（一）直击内核：打牢基础，以不变应万变

• 计算机行业总会出现很多新东西，变化无处不在。很多人问，怎么学习新技术？怎么跟上新变化？我想说的是，要想应对变化，很重要的一点叫以无招胜有招，以不变应万变。

• 之所以这么说是因为，变化都是表面的东西，内在的东西其实变化不大。也就是说，理论层面变得不多，只是在形式上今天一个样，明天另一个样。所以要应对这种变化，你一定得打牢自己的理论基础，提升内功修养，比如编程的一些方式、修饰模式（添加新的行为的设计模式）、解耦、提升代码重用度等。提升代码重用度必须解耦，必须提升抽象能力，这些都是很基础的内容。无论用什么语言，都是这么做的。

• 当你打牢了基础，就更容易突破瓶颈。技术世界里不存在最变会造成质变的现象。什么意思呢？量变到质变是说，我们砌砖头建房子，砖头砌够了，就可以把房子建出来。但在技术领域不是这样的。你砌砖头砌得再多，一个模块的代码写得再多，也不能让你能成为一个架构师，因为你不懂原理，不懂科学方法。只有掌握了原理，你的能力才能长上去。就像学数学一样，当你掌握了微积分这种“大杀器”，你解题的能力就会所向披靡，而微积分绝对不是你能“量变”出来的。

• 所以你必须学习基础的理论知识，如果只学一些表面上的解题思路和方法，技术的形式一变化，你会发现以前学的都没用了，要从头再学一遍。

• 掌握技术基础可以帮你推导出问题的答案，因为基础是抽象和归纳，很容易形成进一步的推论。我们学的很多技术实现都逃不脱基础原理，不管是 Java，还是其他语言，只要用TCP（传输控制协议)，用的都是相同的原理。所以你只要抓住原理，举一反三，时间长了就能自己推导答案。

• 对于技术的基础，我分成以下四类。

序号	类别	说明
1	程序语言	语言的原理，类库的实现，编程技术（并发、异步等)，编程范式，设计模式……
2	系统原理	计算机系统，操作系统，网络协议，数据库原理……
3	中间件	消息队列，缓存系统，网关代理，调度系统……
4	理论知识	算法和数据结构，数据库范式，网络七层模型，分布式系统……

• 这些知识其实就是一个计算机科学专业的学生所要学习的原理，如果你的学校没有教或教得不好，一定要自己去看经典的教材，世界上最优秀的计算机教科书都有教。
• 当然，就算自学，这些基础技术也需要大概四五年的时间积累。过去 20 年来，大家都说技术日新月异，但其实原理都没变，变的只是形式，核心还是这些内容。是否掌握这些原理直接影响你能飞多高，因为懂原理的人和不懂原理的人能解决的问题完全是两个层级。

（二）主动学习：提高你的学习效率

• 说到学习，其实有很多种方法，读书、听讲是学习，讨论、实践也是学习，但学习和学习之间还是有一定的差别。
• 美国缅因州的国家训练实验室曾经发布过一张学习金字塔图，从图里我们可以看到，学习方法分为两大类，一悉是被动学习，也是浅度学习，包括听讲、阅读、视听、演示；另一类是主动学习，与人讨论，自己动手实践，教授给别人都属于主动学习。主动学习我们称之为深度学习，如果你不能深度学习，你就不能真正学到东西。
  
  
  因此要想更高效地学习，你必定要经历一个从被动学习到主动学习的转换过程。对软件工程师来说，写博客、做分享都是很好的主动学习的方式，建议你试一试。尝试之后你会发现，当你要去教别人，当你要把自己写的东西公之于众的时候，你一定会查很多东西，你会很上心，你会学得很系统。此外，与人讨论与亲身实践也都是很好的学习方式。