Java 中的运算符和流程控制 + 面试题

算术运算符

Java 中的算术运算符,包括以下几种:

**算术运算符** **名称** **举例**     + 加法 1+2=3   - 减法 2-1=1   \* 乘法 2\*3=6   / 除法 24/8=3   % 求余 24%7=3   ++ 自增1 int i=1;i++   -- 自减1 int i=1;i--

我们本讲要重点讲的是 “++” 和 “--”,其他的算术运算符相对比较简单直观,本讲就不花精力去讲解了,之所以要把 “++” 和 “--” 单独拿出来讲,是因为在使用他们的时候有很多坑需要开发者注意,最重要的是 “++” 和 “--” 也是面试中高频出现的面试题。

先来看 “++” 的基本使用:

int i = 1;
int i2 = ++i; // ++i 相当于 i = 1+i;
System.out.println(i); // 2
System.out.println(i2); // 2

++ii++ 的区别

  • ++i 先自加再赋值
  • i++ 先赋值再自加

比如:

int i = 0;
int i2 = i++;
int j = 0;
int j2 = ++j;
System.out.println("i2=" + i2);
System.out.println("j2=" + j2);

输出的结果:

i2=0
j2=1

代码解析:i++ 是先给 i2 赋值再自身 +1 ,所以 i2 等于0,而 ++j 是先自加等于 1 之后,再赋值给 j2,所以 j2 等于 1。

注意事项

++/-- 是非线程安全的,也就是说 ++/-- 操作在多线程下可能会引发混乱,例如下面代码:

new Thread() {
@Override public void run() {
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
System.out.println("thread:" + this.getName() + ",count=" + (++count));
}
}
}.start();
new Thread() {
@Override public void run() {
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
System.out.println("thread:" + this.getName() + ",count=" + (++count));
}
}
}.start();

执行的结果,如下图:

如上图所示,每台机器的执行可能略有差距,但大多数情况下并不能给我们想要的真实值 200000。

原理分析

“++” 操作在多线程下引发混乱的原因:因为 ++ 操作对于底层操作系统来说,并不是一条 CPU 操作指令,而是三条 CPU 操作指令——取值、累加、存储,因此无法保证原子性,就会出现上面代码执行后的误差。

如何避免 ++/-- 操作在多线程下的“误差”?

  • 方法一:++/-- 操作放在同步块 synchronized 中。
  • 方法二:自己申明锁,把 ++/-- 操作放入其中。
  • 方法三:使用 AtomicInteger 类型替代 int 类型。

最后,因为 -- 的语法和 ++ 完全一致,所以 -- 的操作,请参照上面的 ++ 语法。

条件运算符(三元运算符)

条件运算符(?:)也叫“三元运算符”。

语法:

布尔表达式 ? 表达式1 :表达式2

运算过程:如果布尔表达式的值为 true,则返回 表达式 1 的值,否则返回 表达式 2 的值

例如:

String s = 3 > 1 ? "三大于一" : "三小于一";
System.out.println(s);

执行结果:三大于一

流程控制

在 Java 语言中使用条件语句和循环结构来实现流程控制。

1 条件语句

条件语句的语法格式:

if(......) ......

其中的条件判断必须使用括号括起来不能省略。

基础用法使用:

int i = 1;
if (i > 1) {
System.out.println("i大于一");
} else if (i == 1) {
System.out.println("i等于一");
} else {
System.out.println("其他");
}

2 循环

while 当条件成立的时候执行下一条语句。

while 语法格式:

while(......) ......

基本语法使用:

int i = 0;
while (i < 3) {
System.out.println(++i);
}

while 是先判断再决定是否执行,有可能一次也不执行,如果希望至少执行一次,可以使用 do/while。

do/while 语法格式:

do{......}while(......);

基本语法使用:

int i = 0;
do {
System.out.println(++i);
} while (i < 3);

3 确定循环

for 循环是程序中最长使用的循环之一,它是利用每次迭代之后更新计数器来控制循环的次数。

for 语法格式:

for(int i=0;i<n;i++){ ...... }

基础语法使用:

for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println("i=" + i);
}

for 循环中可使用关键字 continue,跳过后续操作,继续下一次迭代。

例如:

for (int i = 1; i < 4; i++) {
if (i == 2) continue;
System.out.println("i=" + i);
}

执行结果:

i=1
i=3

如结果所示,第二次循环就会跳过,执行下一次循环。

for 注意事项

在循环中检查两个浮点数是否相等要格外小心,例如下面代码:

public static void main(String[] args) {
for (float i = 0; i != 1; i += 0.1) {
System.out.println(i);
}
}

循环永远不会停下来,由于舍入误差,因为 0.1 无法精确的用二级制表示,所以上面代码到 0.9000001 之后,会直接跳到 1.0000001,不会等于 1,所以循环就永远不会停下来。

4 多重选择

switch 的特点是可以判断多个条件,if 的特点是执行少量判断,它们两个刚好形成互补的关系。

switch 语法格式:

switch(......){ case 1: ...... break; ...... default: ...... break; }

switch 基础使用:

int i = 3;
switch (i) {
case 1:
System.out.println("等于1");
break;
case 2:
System.out.println("等于2");
break;
case 3:
System.out.println("等于3");
break;
default:
System.out.println("等于其他");
break;
}

可用于 case 的类型有:

  • byte、char、short、int
  • 枚举
  • 字符串(Java SE 7 新加入)

switch 注意事项

switch 使用时,每个选项最末尾一定不要忘记加 break 关键字,否则会执行多个条件。

案例:

int i = 1;
switch (i) {
case 1:
System.out.println("等于1");
case 2:
System.out.println("等于2");
case 3:
System.out.println("等于3");
default:
System.out.println("等于其他");
}

程序执行的结果:

等于1
等于2
等于3
等于其他

所以使用 switch 时,每个选项的末尾一定得加 break 关键字。

相关面试题

1. Java 中 i++ 和 ++i 有什么区别?

答:i 先赋值再运算;i 先运算再赋值。

示例代码:

int i = 0;
int i2 = i++;
int j = 0;
int j2 = ++j;
System.out.println("i2=" + i2);
System.out.println("j2=" + j2);

输出结果:i2=0,j2=1

2. 以下代码 i 的值是多少?

int i = 0;
i = i++;
System.out.println(i);

答:i=0

题目解析:因为 Java 虚拟机在执行 i++ 时,把这个值有赋值给了 i,而 i++ 是先赋值再相加,所以这个时候 i 接收到的结果自然是 0 了。

3. 以下代码 i2 和 i3 的值分别为多少?

int i = 0;
int i2 = i++;
int i3 = ++i;

答:i2=0,i3=2

4. 以下代码能不能正常执行?

if (true) System.out.println("laowang");

答:可以正常执行,其中判断条件的括号不能省略,大括号是可以省略的(作者并不建议为了省代码的而牺牲代码的可读性)。

5. 以下 switch 执行的结果是什么?

int num = 1;
switch (num) {
case 0:
System.out.print("0");
case 1:
System.out.print("1");
case 2:
System.out.print("2");
case 3:
System.out.print("3");
default:
System.out.print("default");
}

答:123default

6. switch 能否用于 byte 类型的判断上?能否用于 long 类型的判断上?

答:switch 支持 byte 类型的判断,不支持 long 类型的判断。

题目解析:switch 支持的全部类型(JDK 8):char、byte、short、int、Charachter、Byte、Short、Integer、String、enum。

7. while 必须配合 break 一起使用的说法正确吗?

答:错误,while 可以单独使用。

例如:

int i = 0;
while (i < 3) {
System.out.println(++i);
}

8. 以下代码可以正常运行吗?为什么?

int i = 0;
while (i < 3) {
if (i == 2) {
return;
}
System.out.println(++i);
}

答:可以正常运行,这里的 return 和 break 的效果是一致的,while 可以配合 return 或 break 一起使用。

9. 以下的程序执行结果什么?

int i = 0;
do {
System.out.println(++i);
} while (i < 3)

答:编译器报错,do/while 之后必须使用分号 ; 结尾。

10. 以下程序输出的结果是?

String s = new String("laowang");
String s2 = new String("laowang");
System.out.println(s == s2);
switch (s) {
case "laowang":
System.out.println("laowang");
break;
default:
System.out.println("default");
break;
}

A:true,default

B:false,default

C:false,laowang

D:true,laowang

答:C

11. 以下代码循环执行了几次?

for (float i = 0; i != 10; i += 0.1) {
System.out.println("hi");
}

答:无数次,循环永远不会停下来。由于舍入误差,因为 0.1 无法精确的用二级制表示,所以上面代码到 0.9000001 之后,会直接跳到 1.0000001,不会等于 1,所以循环就永远不会停下来。

12. 以下代码输出的结果是?

int num = -4;
System.out.println(num % 2 == 1 || num % 2 == -1);

A:1

B:-1

C:true

D:false

答:D

题目解析:-4 % 2 = 0 既不等于 1 也不等于 -1,所以结果为 false。

13. 以下代码输出的结果是?

int num = 4;
num = ((num & 1) == 1);
System.out.println(num);

A:4

B:1

C:以上都不是

答:C

题目解析:== 运算返回的是 boolean 类型,不能使用 int 接收,所以程序会报错。


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