[Java编程思想-学习笔记]第3章 操作符
3.1 更简单的打印语句
学习编程语言的通许遇到的第一个程序无非打印"Hello, world"了,然而在Java中要写成
System.out.println("Hello, world");
我们都会感觉太冗长了,能不能简单一些呢?静态导入可以省略掉System,就像这样
import static java.lang.System.*; public class Hello { public static void main(String[] args) { out.println("Hello, world"); } }
能不能再简单一些呢?像C语言那样?实际上,这里的System是类,out是System的一个PrintStream类型的静态成员,因为在System类中是这样写的
public final class System { // ...... public final static PrintStream out = null; // ...... }
可以得到启发,自己也写一个类,然后静态导入此类,就可以像C语言那样直接输出内容了
package p1; import static java.lang.System.*; public class Print { public static void println(String x) { out.println(x); } }
然后写一个Hello程序
import static p1.Print.*; public class Hello{ public static void main(String[] args) { println("Hello,world"); } }
NOTE:大家可以将自己写的打印输出类打包成jar文件,使用命令jar cvf p1.jar p1/Print.class,其中p1是包名,Print是类名,然后放在jdk目录下的lib目录中,比如D:\jdk\lib\p1.jar,然后修改环境变量,在CLASSPATH中添加%JAVA_HOME%\lib\p1.jar,这样就可以一劳永逸了,只需要import static p1.Print.*;就可以直接使用println方法了。
3.2 使用Java操作符
这里提到操作符的副作用,这篇博文讲得很详细 http://www.cnblogs.com/lazycoding/archive/2011/04/27/side-effect.html
简单说,变量X在一个表达式的运算后,如果值未变,操作符没有副作用,如果值改变了,操作符产生副作用。
3.3 优先级
优先级 | 运算符 | 结合性 |
1 | ( ) [ ] . | 从左至右 |
2 | ! +(正) -(负) ~ ++(递增) --(递减) | 从右向左 |
3 | * / % | 从左至右 |
4 | +(加) -(减) | 从左至右 |
5 | << >> >>> | 从左至右 |
6 | < , <= , > , >= , instanceof | 从左至右 |
7 | == != | 从左至右 |
8 | &(按位与) | 从左至右 |
9 | ^(异或) | 从左至右 |
10 | |(按位或) | 从左至右 |
11 | &&(逻辑与,短路与) | 从左至右 |
12 | ||(逻辑或,短路或) | 从左至右 |
13 | ?: | 从右向左 |
14 |
= , += , -= , *= , /= , %= , &= , |= , ^= , ~=,<<= , >>= , >>>= |
从右向左 |
其实不需要刻意去记,因为万能的小括号( )可以减少错误,还使程序易于阅读。
3.4 赋值
赋值很简单,不外乎为一个变量赋值,比如
;
初学者需要注意的是左值的问题,不能写成
; = x;// 左值不能是直接量,常量 x + = ;// 左值不能是表达式
3.5 算术操作符
算术操作符有 +(加), -(减),*(乘),/(除),%(取模)
int sum = 9 - 8 + 6 / 3 * 5 % 3;// sum = 2
这5个算术操作符只是数学的基本的运算符,自然会像数学那样先乘除取模,再加减。所以这个例子中,先是6 / 3 = 2,再2 * 5 = 10,再10 % 3 = 1,最后9 - 8 + 1 = 2
为了简化语句,可以使用C语言那样的简化操作符,如下
int a = 5; int b = 6; int c; int d = a += b -= c = 2;// d = 9
如优先级第 14 行所述,赋值和简化操作符都是从右至左地运算的,因此上面的程序先是c = 2,再是b -= c,得出b =4,接着是a += b,得出a = 9,最后是d = a,得出d = 9。
3.6 自动递增和递减
递增操作符分为前缀递增和后缀递增,递减操作符也分为前缀递增和后缀递减,分别是
x++ 和 ++x, x-- 和 --x
前缀递增 ++x 的意思是先对 x 加1,然后再使用 x;而后缀递增 x++ 的意思是先使用 x,再对 x 加1,递减操作符也是同样的道理,比如下面的程序
int a = 5; print(++a); int b = 5; print(b++); int c = 5; print(--c); int d = 5; print(c--);
再看复杂一点的程序
int x = 5; int y = x++ + x-- + ++x + --x;// x = 5, y = 22
上面的程序相当于
int x = 5; int y = x++; y = x--; y = ++x; y = --x;
注意,不能对同一个变量使用2个或2个以上的递增递减操作符,比如下面的程序
x++--;// 错误,不能对同一个变量同时使用2个递增递减操作符
3.7 关系操作符
关系操作符有<(小于),<=(小于或等于),>(大于),>=(大于或等于),==(等于)和!=(不等于),运算的结果是一个boolean值,如下所示
int x = 7; out.print(x < 8); // true out.print(x <= 8);// true out.print(x > 8); // false out.print(x >= 8);// false out.print(x == 8);// false out.print(x != 8);// true
== 和 != 还可以用来比较对象,比如
public class Person { private int age; public Person(int newAge) { age = newAge; } public static void main(String[] args) { String s1 = "abc"; String s2 = "abc"; Person xiaoMing = new Person(18); Person xiaoFu = new Person(18); out.println(s1 == s2);// true out.println(xiaoMing == xiaoFu);// false } }
结果出乎意料了,第 11 行是true,可第 12 行却是false!这是因为,== 和 != 比较的是对象的地址,而非对象的内容。String类型的 s1 和 s2 引用的是同样一个字符串常量,因此相等,而Person类型的xiaoMing和xiaoFu虽然内容一样,但是属于两个不同的对象,就像同一班里有两个小明,虽然它们年龄相等,但是他们的基因不一样。
既然这样,那我们应该如何比较两个对象的内容呢?可以使用从根类Object继承下来的equals()方法
out.println(s1.equals(s2));// true out.printlnl(xiaoMing.equals(xiaoFu));// false
结果又让人费解,为什么第 1 行的结果是true,而第 2 行的结果还是false?其实类String覆盖了类Object的equals()方法,而这个例子尚未覆盖它,实际上从类Object继承的equals()方法默认是这样的
public boolean equals(Object obj) { return (this == obj); }
我们可以在类Person中重写(覆盖)equals()方法,然后比较两个对象,如下
public class Person { private int age; public Person(int newAge) { age = newAge; } public boolean equals(Object obj) { if (age == ((Person)obj).age) return true; else return false; } public static void main(String[] args) { Person xiaoMing = new Person(18); Person xiaoFu = new Person(18); out.println(xiaoMing.equals(xiaoFu));// true } }
我们再来看看两个String对象的比较,如下
String s1 = "abc"; String s2 = "abc"; String s3 = new String("abc"); String s4 = new String("abc"); out.println(s1 == s2);// true out.println(s2 == s3);// false out.println(s3 == s4);// false out.println(s2.equals(s3));// true
实际上,引用变量s1所指向的字符串常量"abc"是放在常量池的,当s2也要引用"abc"时,JVM并不会再开辟一个内存空间,而是让s2也引用已经存在的"abc",因此s1会等于s2。s3和s4就不同了,它们所引用的对象是存在于堆中,而且是不同的对象,尽管它们的内容相同,所以两者是不相等的。由于类String实现了equals()方法,使之能比较两String对象的内容,而不是地址,所以第 8 行的结果是true。
3.8 逻辑操作符
逻辑操作符“与”(&&)、“或”(||)、“非”(!)能根据参数的逻辑关系,生成一个布尔值(true或false)。
值得注意的是,&& 和 || 是短路的,比如 p&&q,如果 p 为假,则不必再计算 q,如果 p 为真,则继续计算 q,比如 p||q,如果 p 为真,则不必计算 q,如果 p 为假,则继续计算 q。
public class Demo { boolean flag; public static void main(String[] args) { boolean x = new Demo(false).flag && new Demo(true).flag && new Demo(true).flag;// false boolean y = new Demo(false).flag || new Demo(true).flag || new Demo(true).flag;// false true } Demo(boolean newFlag) { flag = newFlag; print(flag + " "); } }
上面的程序,因为短路,第 5 行的结果是false和空格,第7行的结果是false true和空格
3.9 直接常量
直接引用《Java编程思想》的代码
public class Literals { public static void main(String[] args) { int i1 = 0x2f;//十六进制,小写 out.println("i1: " + Integer.toBinaryString(i1)); int i2 = 0X2F;//十六进制,大写 out.println("i2: " + Integer.toBinaryString(i2)); int i3 = 0177;//八进制,以0开始 out.println("i3: " + Integer.toBinaryString(i3)); char c = 0xffff;//十六进制,char类型的最大值 out.println("c: " + Integer.toBinaryString(c)); byte b = 0x7f;//十六进制,byte的最大值 out.println("b: " + Integer.toBinaryString(b)); short s = 0x7fff;//十六进制,short的最大值 out.println("s: " + Integer.toBinaryString(s)); long n1 = 200L;//long类型,后缀大L long n2 = 200l;//long类型,后缀小l long n3 = 200;//long类型,无后缀 float f1 = 1;//float类型,无后缀 float f2 = 1F;//float类型,后缀大F float f3 = 1f;//float类型,后缀小f double d1 = 1d;//double类型,后缀小d double d2 = 1D;//double类型,后缀大D } }/*输出结果 i1: 101111 i2: 101111 i3: 1111111 c: 1111111111111111 b: 1111111 s: 111111111111111 */
在C、C++或者Java中,二进制都没有直接常量的表示方法,不过用十六进制和八进制来表示二进制会更加直观、简洁和更易于阅读。
既然是直接常量,程序就休想修改它的值了,比如下面的代码不能编译
int x = ++5;
3.10 按位操作符
按位操作符用来操作整数基本数据类型中的单个“比特”(bit),即补码的二进制位。按位操作符会对两个参数中对应的位执行布尔代数运算,并最终生成一个结果。
按位操作符有 按位与(&)、按位或(|)、按位异或(^)和按位非(~),它们的计算方式如下
实际应用如下:
十进制7的补码:00000111 十进制9的补码:00001001 7 & 9,即 00000111 & 00001001 = 00000001(十进制1) 7 | 9,即 00000111 | 00001001 = 00001111(十进制15) 7 ^ 9,即 00000111 ^ 00001001 = 00001110(十进制14) ~7, 即 ~00000111 = 11111000(十进制-8)
按位操作符和逻辑操作符都使用了同样的符号,因此我们能方便地记住它们的含义:由于位是非常“小”的,所以按位操作符仅使用了一个字符。
按位操作符可与等号(=)联合使用,以便合并运算和赋值:&=、|=、和^=都是合法的(由于~是一元操作符,所以不存在~=)
我们将布尔类型作为一种单bit值对待,因而它会有些独特。对于布尔值,用按位操作符的话,将不再短路。我们可以对布尔值进行&、|、^,但不能~(为了避免与!混淆),其中按位异或(^)使用如下
boolean p = true; boolean q = false; boolean r; r = p ^ p;// false r = p ^ q;// true r = q ^ p;// true r = q ^ q;// false
3.11 移位操作符
移位操作符有左移<<有符号右移>>,无符号右移>>>,它们的运算方式如下:
x<<n; // 将x向左移动n位,在低位补0 x>>n; // 将x向右移动n位,若x是正数,则高位补0,若x是负数,则高位补1 x>>>n; // 将x向右移动n位,无论如何,在高位补0 // 无论对0怎么移动,结果都是0
如果对char、byte或者short类型的数值进行移位处理,那么在移位之前,它们先转换成int类型,并且得到的结果也是一个int类型的值。
“移位”可与“等号”(<<=或>>=或>>>=)组合使用
3.12 条件操作符
条件操作符的语法如下形式:
expression ? value1 : value2;
其实它相当于 if-else语句,如下
if (expression) value1; else value2;
如果expression为true,结果为value1,否则为value2。需要注意的是,条件操作符的结合性是从右至左的,比如
int x = 2 > 1 ? 10 : 100 > 99 ? 1000 : 10000;// x = 10
先执行100 > 99 ? 1000 : 10000;结果为1000,再执行2 > 1 ? 10 : 1000;所以结果为10
3.13 字符串操作符+和+=
简单展示一下应用
String s1 = "Hello,"; String s2 = "world"; String s3 = s1 + s2;// s3 = "Hello,world" String s1 += s2;// s1 = "Hello,world"
3.14 类型转换
学过C语言的应该都清楚类型转换是怎么回事。只要类型比int小(即byte、char或short),那么在运算之前,这些值会自动转换成int,这样一来,最终生成的结果就是int类型了。如果想 把结果赋值给较小的类型,就必须使用强制类型转换(既然把结果赋给了较小的类型,就可能出现信息丢失)。通常,表达式中出现的最大的数据类型决定了表达式 最终结果的数据类型。如果将一个float值与一个double值相乘,结果就是double;如果将一个int和一个long相加,结果为long
类型转换的应用:精确到小数点后 n 位
// 精确到小数点后3位 double pi = 3.141592653; double x = (int) Math.round(pi * 1000) / 1000.0;// x = 3.142
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