8. Java的运算符

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。

我们把运算符具体分为：算数运算符，比较运算符，逻辑运算符，位运算符，赋值运算符，条件运算符，instanceof 运算符。

1. 算数运算符

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。

操作符	名称	描述
+	加法	相加运算符两侧的值
–	减法	左操作数减去右操作数
*	乘法	相乘操作符两侧的值
/	除法	左操作数除以右操作数
%	取余	左操作数除以右操作数的余数
++	自增	操作数的值增加1
—	自减	操作数的值减少1

以下代码：

public static void main(String[] args) {
        int a = 5;
        int b = 10;
        System.out.println("“+”  运算："+(a+b));
        System.out.println("“-”  运算："+(a-b));
        System.out.println("“*”  运算："+(a*b));
        System.out.println("“/”  运算："+(a/b));
        System.out.println("“%”  运算："+(a%b));
        System.out.println("“++” 运算："+(a++));
        System.out.println("“--” 运算："+(a--));
    }

输出结果：
“+” 运算：15
“-” 运算：-5
“*” 运算：50
“/” 运算：0
“%” 运算：5
“++” 运算：5
“–” 运算：6

另外，进行除法运算时，若两个操作数是整型的，结果也会是整型的，舍弃掉小数部分；如果有一个数是浮点数，结果将自动转型为浮点型。进行取余运算时，若两个操作数是整型的，结果也会是整型的，如果有一个数是浮点数，结果将自动转型为浮点型

**其中，自加和自减运算符针对一个数值本身的运算；且前缀自增自减（++a，–a）是先进行自增或者自减运算，再进行表达式运算。后缀自增自减(a++,a–)是先进行表达式运算，再进行自增或者自减运算。我们给出例子：

 public static void main(String[] args) {
        int a = 5;
        int b1 = 10;
        int b2 = 10;
        int c1 = 10;
        int c2 = 10;
        System.out.println("前缀自增b1参与表达式计算后值为："+(a*++b1));
        System.out.println("后缀自增b2参与表达式计算后值为："+(a*b2++));
        System.out.println("前缀自减b1参与表达式计算后值为："+(a*--c1));
        System.out.println("后缀自减b2参与表达式计算后值为："+(a*c2--));
    }

2. 比较运算符

比较运算符的结果一定是boolean类型，也叫关系运算符

操作符	名称	描述
>	大于	相加运算符两侧的值
<	小于	左操作数减去右操作数
==	等于	相乘操作符两侧的值
>=	大于等于	左操作数除以右操作数
<=	小于等于	左操作数除以右操作数的余数
!=	不等于	操作数的值增加1

如，

 public static void main(String[] args) {
        int a = 5;
        int b = 10;
        System.out.println(a > b );
        System.out.println(a < b );
        System.out.println(a == b );
        System.out.println(a >= b );****
        System.out.println(a <= b);
        System.out.println(a != b );
    }

输出结果：
false
true
false
false
true
true
注意，比较运算符“==”用来比较基本数据类型是比较的是值是否相等，比较引用数据类型是比较的是引用是否相等，引用数据类型用equals()来比较字面量是否相等。

3. 逻辑运算符

操作符	名称	描述
&&	短路与	当且仅当两个操作数都为真，条件才为真。
&	逻辑与	当且仅当两个操作数都为真，条件才为真。
| |	短路或	如果任何两个操作数任何一个为真，条件为真。
|	逻辑或	如果任何两个操作数任何一个为真，条件为真。
!	逻辑非	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

逻辑运算符中，“与”运算符和“或”运算符都有两个，“&&”我们称之为短路与。“||”我们称之为短路或，短语与“&&”从左到右一次判断，遇到false则停止判断，得出结果未false；逻辑与“&”从左到右一次判断，直至结束。短语或“||”从左到右一次判断，遇到true则停止判断，得出结果未true；逻辑或“|”从左到右一次判断，直至结束。我们给出例子：

 public static void main(String[] args) {
        int a = 5;
        int b = 10;
        //短路与，前一个表达式的值为false，不在判断下一个表达式，故a++不执行
        System.out.print((a>b)&&(a++ == 1));
        System.out.println(" a的值:"+ a);
        //逻辑与，前一个表达式的值为false，仍依次判断下一个表达式
        System.out.print((a>b)& (a++ == 1));
        System.out.println(" a的值:"+ a );
        //短路或，前一个表达式的值为true，不在判断下一个表达式，故a++不执行
        System.out.print((a<b)|| (b++ == 1));
        System.out.println("  b的值:"+ b );
        //逻辑或，前一个表达式的值为true，仍依次判断下一个表达式
        System.out.print((a<b)| (b++ == 1));
        System.out.println("  b的值:"+ b );
        //非运算符
        System.out.print(!(a<b));
    }

4. 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。

操作符	名称	描述
&	按位&	如果相对应位都是1，则结果为1，否则为0
|	按位或	如果相对应位都是0，则结果为0，否则为1。
^	异或	如果相对应位值相同，则结果为0，否则为1
~	按位取反	翻转操作数的每一位，即0变成1，1变成0。结果为： -（X+1）
<<		按位左移 |通常格式为：value << num，value按位左移num位
>>	有符号按位右移	通常格式为：value >> num，value按位右移num位。
>>>	无符号按位右移	通常格式为：value >> num，value按右移num位，移动得到的空位以零填充。

我们给出例子：

public static void main(String[] args) {
        int a= 10;
        int b = 20;
        //a转化成二进制表示为：1010；b转化为二进制表示为：10100
        //按位运算时，我们把a表示为：01010
        System.out.println(a&b);
        //按位与运算，有零则为零，都为1则表示为1，与的结果为：00000，即十进制的0
        System.out.println(a|b);
        //按位或运算，有1则为1，都为0则表示为0，或的结果为：11110，即十进制的30
        System.out.println(a^b);
        //按位或运算，对应位置相同则为0，否则为1，取反的结果为：11110，即十进制30
    }

运行结果：
0
30
30

下面，我们来说一下按位取反，计算机内部都是以补码的形式在做数学运的，而我们所用的编码规则，例如原码、反码则是我们自定义的，用来方便和计算机中的补码来形成转化。故而，我们在进行按位取反是要把原码或者反码转化成补码的形式。正数的反码和补码与原码相等； 负数的反码是符号位不变，其余按位取反，补码为反码+1。负数的最高符号位为1。
如，

  public static void main(String[] args) {
        int a= 10;
        int b= -10;
        System.out.println(~a);
        System.out.println(~b);
    }

运行结果为：-11，9。 分析如下： a为正数，其补码形式与原码相同，表示为：00001010，按位取反后为11110101，注意，此时为补码形式，转化为反码表示为，11110100，再转化为原码表示为：10001011，即十进制的-11.同样的，b为负数，其补码表示为：11110110，按位取反后为00001001，此时依然为补码形式，转化为原码即其本身00001001，即十进制的9。故，按位取反后的结果可表示为-（X+1）

接下来，我们给出例子来看一下位移运算符

public static void main(String[] args) {
        int a= 10;
        int b = -10;
        //int为4个字节，也就是32位，为了简化a表示为：00001010,
        // b为负数我们表示为：1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010
        //b的补码形式为 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0110
        System.out.println( a<<1 );
        //按位左移,原则舍弃高位，低位补零表示为：00010100，即20
        System.out.println(a>>1);
        //按位右移,原则舍弃低位，高位补零表示为：00000101，即5
        System.out.println(a>>1);
        //按位右移,原则舍弃低位，高位补零表示为：10000101，即5
        System.out.println(a>>>1);
        //按位右移,原则舍弃低位，高位补零表示为：0000010，即5
        System.out.println(b>>1);
        //有符号按位右移,原则舍弃低位，符号位不变，其余高位补零原码表示为：
        // 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101，即-5
        System.out.println(b>>>1);
        //无符号按位右移,原则舍弃低位，高位补零（补码=原码）表示为：
        // 0111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 011，即十进制的，2147483643
    }

输出结果：
20
5
5
5
-5
2147483643
总结一下，原则上，按位左移时,原则舍弃高位，低位补零;有符号按位右移,原则舍弃低位，符号位不变，其余高位补零；无符号按位右移,原则舍弃低位，高位补零。再次强调，做位移运算时，是按补码来进行运算的

5. 赋值运算符

操作符	名称	描述
=	赋值	右操作数的值赋给左侧操作数
+=	加和赋值	左操作数和右操作数相加赋值给左操作数 （a+=b 等同于 a = a+b）
-=	减和赋值	左操作数和右操作数相减赋值给左操作数 (a-=b 等同于 a = a-b)
*=	乘和赋值	左操作数和右操作数相乘赋值给左操作数 （a*=b 等同于 a = a*b)
\/=	除和赋值	左操作数和右操作数相除赋值给左操作数 （a/=b 等同于 a = a/b)
（％）=	取模和赋值	左操作数和右操作数取模后赋值给左操作数 （a%=b 等同于 a = a%b)
<< =	左移位赋值	左移位赋值运算符 （a<<=b 等同于 a = a<<b)
>> =	右移和赋值	右移位赋值运算符 （a>>=b 等同于 a = a>>b)
^ =	除和赋值	按位与赋值运算符 （a^=b 等同于 a = a^b）
＆=	除和赋值	按位异或赋值操作符 （a&=b 等同于 a = a&b)
| =	除和赋值	按位或赋值操作符 （a|=b 等同于a = a|b）

基本的赋值运算符是“=”。他的优先级别低于其他的运算符，所以对该运算符往往最后读取,他不是“等于”，它的作用是将一个表达式的值赋给一个左值。所谓左值是指一个能用于赋值运算左边的表达式。左值必须能够被修改，不能是常量，以上其他是复合的赋值运算符，又称为带有运算的赋值运算符，也叫赋值缩写。等同与先按运算符运算后再把运算结果付给左值（见表格）。具体运算方法上边儿已经罗列，此处不再赘述

6. 条件运算符

条件运算符也叫三目运算符

语法：

(条件) ? 结果一 : 结果二;

当条件成立，执行结果一，否则执行结果二。，“？”前的值必须是true或flase
我们给出例子：

if(a<b)
    min=a;
else
    min=b;

可以用下面的三目运算符来处理
min = a<b ? a : b;

7. instanceof 运算符

instanceof运算符可以确定对象是否属于一个特定的类.该运算符是二目运算符，左边的操作元是一个对象，右边是一个类，当左边的对象是右边的类或子类创建的对象时，该运算符运算的结果是true,否则是false。，使用格式：( Object reference variable ) instanceof (class/interface type)

我们给出例子：

public static void main(String[] args) {
        String a = "name";
        System.out.println(a instanceof String);
        System.out.println(a instanceof Object);
    }

输出结果：true，true

8. 运算符优先级

在一个表达式中可能包含多个有不同运算符连接起来的、具有不同数据类型的数据对象；由于表达式有多种运算，不同的运算顺序可能得出不同结果甚至出现错误运算错误，因为当表达式中含多种运算时，必须按一定顺序进行结合，才能保证运算的合理性和结果的正确性、唯一性。相同优先级中，按结合顺序计算。

通常优先级由高到底的顺序依次是：
1. 括号级别最高，逗号级别最低；
2. 单目 > 算术 > 位移 > 关系 > 逻辑 > 三目 > 赋值。
3. 除了单目运算符、赋值运算符和条件运算符，其他的运算符都是从左到右结合的。