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Java 从入门到进阶之路（三）

之前的文章我们介绍了 Java 中的变量和基本数据类型，本章我们来看一下 Java 的运算符和表达式。

计算机的最基本用途之一就是执行数学运算，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。我们可以把运算符分成以下几组：

算术运算符
关系运算符
位运算符
逻辑运算符
赋值运算符
其他运算符

算术运算符

算术运算符用在数学表达式中，它们的作用和在数学中的作用一样。下表列出了所有的算术运算符。

表格中的实例假设整数变量A的值为10，变量B的值为20：

操作符	描述	例子
+	加法 - 相加运算符两侧的值	A + B 等于 30
-	减法 - 左操作数减去右操作数	A – B 等于 -10
*	乘法 - 相乘操作符两侧的值	A * B等于200
/	除法 - 左操作数除以右操作数	B / A等于2
％	取余 - 左操作数除以右操作数的余数	B%A等于0
++	自增: 操作数的值增加1	B++ 或 ++B 等于 21（区别详见下文）
--	自减: 操作数的值减少1	B-- 或 --B 等于 19（区别详见下文）

 1 public class HelloWorld {
 2     public static void main(String[] args) {
 3         int a = 2;
 4         int b = 3;
 5         int c = 4;
 6         double d = 5.6;
 7         System.out.println(a + b); // 5
 8         System.out.println(a - b); // -1
 9         System.out.println(a * b); // 6
10         System.out.println(a / b); // 0
11         System.out.println(b % a); // 1
12         System.out.println(c % a); // 0
13         System.out.println(d % a); // 1.5999999999999996 浮点型取余有舍入误差，为整数部分取余+小数部分
14         System.out.println(a++); // 2
15         System.out.println(a); // 3
16         System.out.println(++a); // 4
17         System.out.println(a); // 4
18         System.out.println(b--); // 3
19         System.out.println(b); // 1
20         System.out.println(--b); // 1
21         System.out.println(b); // 1
22     }
23 }

自增（++）自减（--）运算符是一种特殊的算术运算符，在算术运算符中需要两个操作数来进行运算，而自增自减运算符是一个操作数。

在这里用一个通俗的故事来解释一下 a++ 和 ++a 的区别。

假设你今天发了这月工资 10 块钱，准备晚上回去兴冲冲地上交给老婆大人，在回去的路上你又捡了 1 块钱，这时你就有 11 块钱，如果你不打算把这 1 块钱交工，你就背着手把 1 块钱藏在手里，这时呈交给老婆大人的就是 10 块钱，如果你大公无私，把 1 块钱也双手奉上，这时呈交给老婆大人的就是 11 块钱。

关系运算符

下表为Java支持的关系运算符

表格中的实例整数变量A的值为10，变量B的值为20：

运算符	描述	例子
==	检查如果两个操作数的值是否相等，如果相等则条件为真。	（A == B）为假。
!=	检查如果两个操作数的值是否相等，如果值不相等则条件为真。	(A != B) 为真。
>	检查左操作数的值是否大于右操作数的值，如果是那么条件为真。	（A> B）为假。
<	检查左操作数的值是否小于右操作数的值，如果是那么条件为真。	（A <B）为真。
>=	检查左操作数的值是否大于或等于右操作数的值，如果是那么条件为真。	（A> = B）为假。
<=	检查左操作数的值是否小于或等于右操作数的值，如果是那么条件为真。	（A <= B）为真。

 1 public class HelloWorld {
 2     public static void main(String[] args) {
 3         int a = 2;
 4         int b = 3;
 5         System.out.println(a > b); // false
 6         System.out.println(a >= b); // false
 7         System.out.println(a < b); // true
 8         System.out.println(a <= b); // true
 9         System.out.println(a == b); // false
10         System.out.println(a != b); // true
11     }
12 }

位运算符

Java定义了位运算符，应用于整数类型(int)，长整型(long)，短整型(short)，字符型(char)，和字节型(byte)等类型。

位运算符作用在所有的位上，并且按位运算。假设a = 60，b = 13;它们的二进制格式表示将如下：

A = 0011 1100
B = 0000 1101
-----------------
A&b = 0000 1100
A | B = 0011 1101
A ^ B = 0011 0001
~A= 1100 0011

下表列出了位运算符的基本运算,假设整数变量A的值为60和变量B的值为13：

操作符	描述	例子
＆	如果相对应位都是1，则结果为1，否则为0	（A＆B），得到12，即0000 1100
\|	如果相对应位都是0，则结果为0，否则为1	（A \| B）得到61，即 0011 1101
^	如果相对应位值相同，则结果为0，否则为1	（A ^ B）得到49，即 0011 0001
〜	按位取反运算符翻转操作数的每一位，即0变成1，1变成0。	（〜A）得到-61，即1100 0011
<<	按位左移运算符。左操作数按位左移右操作数指定的位数。	A << 2得到240，即 1111 0000
>>	按位右移运算符。左操作数按位右移右操作数指定的位数。	A >> 2得到15即 1111
>>>	按位右移补零操作符。左操作数的值按右操作数指定的位数右移，移动得到的空位以零填充。	A>>>2得到15即0000 1111

逻辑运算符

下表列出了逻辑运算符的基本运算，假设布尔变量A为真，变量B为假

操作符	描述	例子
&&	称为逻辑与运算符。当且仅当两个操作数都为真，条件才为真。	（A && B）为假。
\| \|	称为逻辑或操作符。如果任何两个操作数任何一个为真，条件为真。	（A \| \| B）为真。
！	称为逻辑非运算符。用来反转操作数的逻辑状态。如果条件为true，则逻辑非运算符将得到false。	！（A && B）为真。

1 public class HelloWorld {
2     public static void main(String[] args) {
3         boolean a = true;
4         boolean b = false;
5         System.out.println(a && b); // false
6         System.out.println(a || b); // true
7         System.out.println(!(a && b)); // true
8     }
9 }

赋值运算符

下面是Java语言支持的赋值运算符：

操作符	描述	例子
=	简单的赋值运算符，将右操作数的值赋给左侧操作数	C = A + B将把A + B得到的值赋给C
+ =	加和赋值操作符，它把左操作数和右操作数相加赋值给左操作数	C + = A等价于C = C + A
- =	减和赋值操作符，它把左操作数和右操作数相减赋值给左操作数	C - = A等价于C = C - A
* =	乘和赋值操作符，它把左操作数和右操作数相乘赋值给左操作数	C * = A等价于C = C * A
/ =	除和赋值操作符，它把左操作数和右操作数相除赋值给左操作数	C / = A等价于C = C / A
（％）=	取模和赋值操作符，它把左操作数和右操作数取模后赋值给左操作数	C％= A等价于C = C％A
<< =	左移位赋值运算符	C << = 2等价于C = C << 2
>> =	右移位赋值运算符	C >> = 2等价于C = C >> 2
＆=	按位与赋值运算符	C＆= 2等价于C = C＆2
^ =	按位异或赋值操作符	C ^ = 2等价于C = C ^ 2
\| =	按位或赋值操作符	C \| = 2等价于C = C \| 2

 1 public class HelloWorld {
 2     public static void main(String[] args) {
 3         int a = 10;
 4         int b = 20;
 5         int c = 0;
 6         c = a + b;
 7         System.out.println(c); // 30
 8         c += a;
 9         System.out.println(c); // 40
10         c -= a;
11         System.out.println(c); // 30
12         c *= a;
13         System.out.println(c); // 300
14         a = 10;
15         c = 15;
16         c /= a;
17         System.out.println(c); // 1
18         a = 10;
19         c = 15;
20         c %= a;
21         System.out.println(c); // 5
22         c <<= 2;
23         System.out.println(c); // 20
24         c >>= 2;
25         System.out.println(c); // 5
26         c >>= 2;
27         System.out.println(c); // 1
28         c &= a;
29         System.out.println(c); // 0
30         c ^= a;
31         System.out.println(c); // 10
32         c |= a;
33         System.out.println(c); // 10
34     }
35 }

条件运算符（?:）

条件运算符也被称为三元运算符。该运算符有3个操作数，并且需要判断布尔表达式的值。该运算符的主要是决定哪个值应该赋值给变量。

variable x = (expression) ? value if true : value if false

 1 public class HelloWorld {
 2     public static void main(String[] args) {
 3         int a, b;
 4         a = 10;
 5         // 如果 a 等于 1 成立，则设置 b 为 20，否则为 30
 6         b = (a == 1) ? 20 : 30;
 7         System.out.println(b); // 30 
 8 
 9         // 如果 a 等于 10 成立，则设置 b 为 20，否则为 30
10         b = (a == 10) ? 20 : 30;
11         System.out.println(b); // 20
12     }
13 }

nstanceof 运算符

该运算符用于操作对象实例，检查该对象是否是一个特定类型（类类型或接口类型）。

instanceof运算符使用格式如下：

( Object reference variable ) instanceof  (class/interface type)

1 public class HelloWorld {
2     public static void main(String[] args) {
3         String title = "hello world";
4         System.out.println(title instanceof String); // true 由于 title 是 String 类型，所以返回真
5     }
6 }

Java运算符优先级

当多个运算符出现在一个表达式中，谁先谁后呢？这就涉及到运算符的优先级别的问题。在一个多运算符的表达式中，运算符优先级不同会导致最后得出的结果差别甚大。

例如，（1+3）＋（3+2）*2，这个表达式如果按加号最优先计算，答案就是 18，如果按照乘号最优先，答案则是 14。

再如，x = 7 + 3 * 2;这里x得到13，而不是20，因为乘法运算符比加法运算符有较高的优先级，所以先计算3 * 2得到6，然后再加7。

下表中具有最高优先级的运算符在的表的最上面，最低优先级的在表的底部。

类别	操作符	关联性
后缀	() [] . (点操作符)	左到右
一元	+ + - ！〜	从右到左
乘性	* /％	左到右
加性	+ -	左到右
移位	>> >>> <<	左到右
关系	>> = << =	左到右
相等	== !=	左到右
按位与	＆	左到右
按位异或	^	左到右
按位或	\|	左到右
逻辑与	&&	左到右
逻辑或	\| \|	左到右
条件	？：	从右到左
赋值	= + = - = * = / =％= >> = << =＆= ^ = \| =	从右到左
逗号	，	左到右