第三节：运算符【java】

🎒运算符

📃1. 什么是运算符

作为一门计算机语言，Java也提供了一套丰富的运算符来操纵变量。Java中运算符可分为以下：算术运算符(+ - /)、*关系运算符(< > ==)、逻辑运算符、位运算符、移位运算符以及条件运算符等。

📗2. 算术运算符

2.1 基本四则运算符：加减乘除模(+ - * / %)

int a = 20;
int b = 10;
System.out.println(a + b); // 30
System.out.println(a - b); // 10
System.out.println(a * b); // 200
System.out.println(a / b); // 2
System.out.println(a % b); // 0 --->模运算相当于数学中除法的余数

❗特别注意

都是二元运算符，使用时必须要有左右两个操作数

int / int 结果还是int类型，而且会向下取整

💡对于四则运算，想必大家都以了解，但是有时候可能会出错，接下来我们看看下边几个例子。

public class Tesk {
    //算术运算符（四则运算）
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(5/2);
        System.out.println((float)5/2);
        System.out.println(5/(float)2);
        System.out.println((float)(5/2));
    }
}

🙈大家觉得答案是什么呢

💡本题的解题关键:

1️⃣第一个代码非常简单：5、2都是整数，不能够保存小数-----------》2；

2️⃣第二个代码：把5强制转化成float，变成5.0，用5.0/2就可以保存小数了----------》2.5

3️⃣第三个代码：把2强制转化成float，变成2.0，用5/2.0就可以保存小数了----------》2.5

4️⃣第四个代码：5、2都是整数，不能够保存小数-----------》2 、 后把2强制类型转换成float------------》2.0

public class Tesk {
    public static void main(String[] args) {
        //算术运算符（四则运算%）
        System.out.println(10%3);
        System.out.println(10%-3);
        System.out.println(-10%3);
        System.out.println(-10%-3);
    }
}

💡本题的解题关键:

➡️做除法和取模时，右操作数不能为0

int a = 1;
int b = 0;
System.out.println(a / b)
// 运行结果
Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero
at Test.main(Test.java:5)

➡️% 不仅可以对整型取模，也可以对double类型取模，但是没有意义，一般都是对整型取模的

System.out.println(11.5 % 2.0);
// 运行结果
1.5

➡️两侧操作数类型不一致时，向类型大的提升

System.out.println(1+0.2); // +的左侧是int，右侧是double，在加之前int被提升为double
// 故：输出1.2

2.2 **增量运算符 **+= -= *= %=

该种类型运算符操作完成后，会将操纵的结果赋值给左操作数。

int a = 1;
a += 2; // 相当于 a = a + 2
System.out.println(a); // 输出3
a -= 1; // 相当于 a = a - 1
System.out.println(a); // 输出2
a *= 3; // 相当于 a = a * 3
System.out.println(a); // 输出6
a /= 3; // 相当于 a = a / 3
System.out.println(a); // 输出2
a %= 3; // 相当于 a = a % 2
System.out.println(a); // 输出2

❗❗❗特别注意：

        //error
        short sh = 12;
        sh = sh + 2;
        System.out.println(sh);

🙈以上代码为错误的

---

🙉short是2个字节，不足4个字节要进行整型提升，即等号右边运算结束为4个字节，而等号左边为2个字节则会出现报错！！！

💯可以修改为：

        sh += 2;//理解为帮助我们进行类型转换
        System.out.println(sh);

2.3 自增**/****自减运算符 **++ --

💡
++是给变量的值+1，--是给变量的值-1。

int a = 1;
a++; // 后置++ 表示给a的值加1，此时a的值为2
System.out.println(a++); // 注意：后置++是先使用变量原来值，表示式结束时给变量+1，因此输出2
System.out.println(a); // 输出3
++a; // 前置++ 表示给a的值加1
System.out.println(++a); // 注意：前置++是先给变量+1，然后使用变量中的值，因此输出5
System.out.println(a); // 输出5
// --操作符给操作-1，与++含义类似

❗特别注意：

如果单独使用，【前置++】和【后置++】没有任何区别

如果混合使用，【前置++】先+1，然后使用变量+1之后的值，【后置++】先使用变量原来的值，表达式

结束时给变量+1

只有变量才能使用自增/自减运算符，常量不能使用，因为常量不允许被修改

📙**3. 关系运算符 **

关系运算符主要有六个: == != < > <= >= ，其计算结果是true或者false。

int a = 10;
int b = 20;
// 注意：在Java中 = 表示赋值，要与数学中的含义区分
// 在Java中 == 表示相等
System.out.println(a == b); // false
System.out.println(a != b); // true
System.out.println(a < b); // true
System.out.println(a > b); // false
System.out.println(a <= b); // true
System.out.println(a >= b); // false

❗注意：当需要多次判断时，不能连着写，比如：3 < a < 5，Java程序与数学中是有区别的

📕4.逻辑运算符(重点)

4.1 逻辑与** && **

语法规则：布尔表达式1 && 布尔表达式2 （boolean）

既然是布尔表达式，那么只有两个取值，要么是 true，要么是 false

✅特点：1️⃣如果表达式1为真，那么去执行表达式2，表达式二为真，那么整体为真。

            2️⃣如果表达式1为假，那么就不会执行表达式2

public class Tesk {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 1;
        int b = 2;
        System.out.println(a == 1 && b == 2); // 左为真 且 右为真 则结果为真
        System.out.println(a == 1 && b > 100); // 左为真 但 右为假 则结果为假
        System.out.println(a > 100 && b == 2); // 左为假 但 右为真 则结果为假
        System.out.println(a > 100 && b > 100); // 左为假 且 右为假 则结果为假
    }
}

4.2 逻辑或** || **

语法规则：布尔表达式1 || 布尔表达式2 （boolean）

✅特点：1️⃣如果表达式1为真，那么就不去执行表达式2，整体已经为真。

            2️⃣如果表达式1为假，那么就继续执行表达式2，若表达式2为真，整体已经为真

*❗❗❗***注意：左右表达式至少有一个位真，则结果为真 **

int a = 1;
int b = 2;
System.out.println(a == 1 || b == 2); // 左为真 且 右为真 则结果为真
System.out.println(a == 1 || b > 100); // 左为真 但 右为假 则结果也为真
System.out.println(a > 100 || b == 2); // 左为假 但 右为真 则结果也为真
System.out.println(a > 100 || b > 100); // 左为假 且 右为假 则结果为假

4.3 逻辑非** ! **

语法规则： ！布尔表达式 （boolean）(!true -> false !false -> true)

    //逻辑非 !
    public static void main(String[] args) {
    int a = 1;
    System.out.println(!(a == 1)); // a == 1 为true，取个非就是false
    System.out.println(!(a != 1)); // a != 1 为false，取个非就是true

4.4 **短路求值 **

👉&& 和||遵守短路求值的规则

System.out.println(10 > 20 && 10 / 0 == 0); // 打印 false
System.out.println(10 < 20 || 10 / 0 == 0); // 打印 true

✨我们都知道, 计算 10 / 0会导致程序抛出异常. 但是上面的代码却能正常运行, 说明 10 / 0并没有真正被求值

❗❗❗****注意:

对于 && , 如果左侧表达式值为** false, 则表达式结果一定是 false, **无需计算右侧表达式.

对于 ||, 如果左侧表达式值为** true, 则表达式结果一定是 true, **无需计算右侧表达式.

& 和 | 如果表达式结果为 boolean 时, 也表示逻辑运算. 但与 && || 相比, 它们不支持短路求值

System.out.println(10 > 20 & 10 / 0 == 0); // 程序抛出异常
System.out.println(10 < 20 | 10 / 0 == 0); // 程序抛出异常

📘**5. 位运算符 **

📖Java 中数据存储的最小单位是字节，而数据操作的最小单位是比特位位. 字节是最小的存储单位，每个字节是由8个二进制比特位组成的，多个字节组合在一起可以表示各种不同的数据。

➡️位运算符主要有四个:& | ~ ^，除 ~是一元运算符外，其余都是二元运算符。

位操作表示 按二进制位运算. 计算机中都是使用二进制来表示数据的(01构成的序列), 按位运算就是在按照二进制位的每一位依次进行计算.

1️⃣按位与** &**: 如果两个二进制位都是 1, 则结果为 1, 否则结果为 0(对应位只要有0就是0).

int a = 10;
int b = 20;
System.out.println(a & b);

2️⃣按位或** |: **如果两个二进制位都是 0, 则结果为 0, 否则结果为 1.（只要对应位是1结果就是1）

int a = 10;
int b = 20;
System.out.println(a | b);

*❗***注意:**当 & 和 | 的操作数为整数(int, short, long, byte) 的时候, 表示按位运算, 当操作数为 boolean 的时候, 表示逻辑运算.

3️⃣按位取反** ~: **如果该位为 0 则转为 1, 如果该位为 1 则转为 0

int a = 0xf;
System.out.printf("%x\n", ~a)

❗❗❗****注意:

0x 前缀的数字为 十六进制 数字. 十六进制可以看成是二进制的简化表示方式. 一个十六进制数字对应 4 个二进制位.

0xf 表示 10 进制的 15, 也就是二进制的 1111

printf 能够格式化输出内容, %x 表示按照十六进制输出.

\n 表示换行符

4️⃣**按位异或 ^:**如果两个数字的二进制位相同, 则结果为 0, 相异则结果为 1.（对应位不一样就是1，一样就是0）

int a = 0x1;
int b = 0x2;
System.out.printf("%x\n", a ^ b);

✅特点：

1.两个相同的数字 异或 结果是0

2. 0 ^ n = n

📒6. 移位运算(了解)

📃移位运算符有三个: **<< >> >>> **，都是二元运算符，且都是按照二进制比特位来运算的。

1️⃣左移** <<**: 最左侧位不要了, 最右侧补 0.

*❗***注意 : **向左移位时，丢弃的是符号位，因此正数左移可能会编程负数

2️⃣右移** >>**: 最右侧位不要了, 最左侧补符号位(正数补0, 负数补1)

3️⃣无符号右移**>>>****: **最右侧位不要了, 最左侧补 0

📗7. 条件运算符

❗❗❗条件运算符只有一个:**表达式1 ? 表达式2 : 表达式3 **

当 表达式1 的值为 true 时, 整个表达式的值为 表达式2 的值;

当 表达式1 的值为 false 时, 整个表达式的值为 表达式3 的值

// 求两个整数的最大值
int a = 10;
int b = 20;
int max = a > b ? a : b;

1️⃣表达式2和表达式3的结果要是同类型的，除非能发生类型隐式类型转换

int a = 10;
int b = 20;
int c = a > b? 1 : 2.0;

2️⃣表达式不能单独存在，其产生的结果必须要被使用

int a = 10;
int b = 20;
a > b? a : b; // 报错：Error:(15, 14) java: 不是语句

📖经典例题：

public class Tesk {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println((true == true) ? (true == true) ? false : true : true);
    }
}

🙈大家觉得答案是什么呢

---

🙉答案是 false 啦~

💡本题的解题关键:

📕8. 运算符的优先级

➡️在一条表达式中，各个运算符可以混合起来进行运算，但是运算符的优先级不同，比如：* 和 / 的优先级要高于 +和 - ，有些情况下稍不注意，可能就会造成很大的麻烦。

// 求a和b的平均值
int a = 10;
int b = 20;
int c = a + (b - a) >> 1;
System.out.println(c);

上述表达式中，由于 + 的优先级要高于 >> , 因此a先和b-a的结果做加法，整体为20，最后再进行右移，因此结果 为10。

注意：运算符之间是有优先级的. 具体的规则我们不必记忆. 在可能存在歧义的代码中加上括号即可.