Java基础语法：运算符

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• Java 运算符（operator）根据功能分类：

  • 算术运算符：+，-，*，/，%，++，--
  • 赋值运算符：=
  • 关系运算符：>，<，>=，<=，==，!=，instanceof
  • 逻辑运算符：&&，||，!
  • 位运算符：&，|，^，~，>>，<<，>>>
  • 条件运算符：? :
  • 扩展赋值运算符：+=，-=，*=，/=，%=，<<=，>>=，&=，^=，|=

• 运算符根据操作数据的个数分类：

  • 一元运算符：++，--，!，~
  • 二元运算符：+，-，*，/，%，=，>，<，>=，<=，==，!=，instanceof，&&，||，&，|，^{，>>，<<，>>>，+=，-=，*=，/=，%=，<<=，>>=，&=，}=，|=
  • 三元运算符：? :

• Java的Math类 提供了很多科学和工程计算需要的方法和常数，特殊的运算都需要运用到方法!

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一、算术运算符

Ⅰ、四则运算

• 四则运算符都是二元运算符，语法如下：
  • 加法：var + var
  • 减法：var - var
  • 乘法：var * var
  • 除法：var / var

注意：

• 进行运算时，参与运算的两个数据中，类型转换等级最高的数据类型，就是运算结果的数据类型。
• 整数运算时，若参与运算的两个数据是byte或short类型，运算的结果是int类型。
• 字符串连接符：'+'运算符两侧的操作数中只要有一个是字符串(String)类型，系统会自动将另一个操作数转换为字符串然后再进行连接。

示例：

System.out.println(2 + 1);//3
System.out.println(2 - 1);//1
System.out.println(2 * 1);//2
System.out.println(2 / 1);//2
System.out.println(2 + (double)1);//3.0

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Ⅱ、取模运算

• 取模运算是二元运算符，语法：var % var

• 其操作数可以为浮点数，一般使用整数。

• 取模运算与取余运算类似，运算结果是前一个数值被后一个数值整除后多余的值。区别在于对负整数进行除法运算时操作不同，取模运算的方式是：

  • 负数 % 负数 = 负数
  • 负数 % 正数 = 负数
  • 正数 % 负数 = 正数
  • 正数 % 正数 = 正数

示例：

System.out.println(-3 % -2);//-1
System.out.println(-3 % 2);//-1
System.out.println(3 % -2);//1
System.out.println(3 % 2);//1

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Ⅲ、自增自减

• 自增（++）自减（--）运算符是一元运算符。
• 分为前缀自增自减法 和后缀自增自减法 两种：前缀先进行自增或者自减运算，再进行表达式运算；后缀先进行表达式运算，再进行自增或者自减运算。
• 其操作数可以为浮点数，一般使用整数。

语法：

1. 前缀自增：++var
2. 前缀自减：--var
3. 后缀自增：var++
4. 后缀自减：var--

示例：

int num = 1;
System.out.println(num++);//1
System.out.println(num);//2
System.out.println(num--);//2
System.out.println(num);//1
System.out.println(++num);//2
System.out.println(num);//2
System.out.println(--num);//1
System.out.println(num);//1

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二、赋值运算符

• '='，简单的赋值运算符，将右操作数的值赋给左侧操作数。

语法：var = value

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三、关系运算符

• 关系运算符用于对两个操作数进行比较，返回结果位为布尔值。
• 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）。

语法：

1. 是否相等：var == var
2. 是否不等：var != var
3. 是否大于：var > var
4. 是否小于：var < var
5. 是否大于或等于：var >= var
6. 是否小于或等于：var <= var
7. instanceof运算符：object instanceof type

示例：

System.out.println(1 == 2);//false
System.out.println(1 != 2);//true
System.out.println(1 > 2);//false
System.out.println(1 < 2);//true
System.out.println(1 >= 2);//false
System.out.println(1 <= 2);//true
System.out.println("" instanceof String);//true

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四、逻辑运算符

• 逻辑运算符用于对布尔类型的数据进行运算，运算结果也为布尔类型。
• 逻辑与运算符（&&）和逻辑或运算符（||）为二元运算符，逻辑非运算符（!）为一元运算符。
• 逻辑与运算符，当且仅当两个操作数都为 true，结果才为 true。
• 逻辑或运算符，如果任何两个操作数任何一个为 true，结果为 true。
• 逻辑非运算符，用来反转操作数的逻辑状态，如果操作数为true，则逻辑非运算符将得到false。

语法：

1. 逻辑与运算符：booleanVar && booleanVar
2. 逻辑或运算符：booleanVar || booleanVar
3. 逻辑非运算符：!booleanVar

注意：

• 逻辑与运算和逻辑或运算采用短路 的方式：
  1. 逻辑与（&）运算时，若第一个操作数为false，则跳过第二个操作数的布尔值判断，直接返回结果为false。
  2. 逻辑或（||）运算时，若第一个操作数为true，则跳过第二个操作数的布尔值判断，直接返回结果为true。

示例：

System.out.println(true && true);//true
System.out.println(true && false);//false
System.out.println(false && false);//false
System.out.println(true || true);//true
System.out.println(true || false);//true
System.out.println(false || false);//false
int num = 1;
System.out.println(false && (num++ > 0));//false
System.out.println(num);//1
System.out.println(true || (num++ > 0));//true
System.out.println(num);//1

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五、位运算符

• 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。
• '~'是一元运算符，其余都是二元运算符。
• 位操作是程序设计中对位模式按位或二进制数的一元和二元操作。在许多古老的微处理器上，位运算比加减运算略快，通常位运算比乘除法运算要快很多。在现代架构中，情况并非如此：位运算的运算速度通常与加法运算相同(仍然快于乘法运算)。

作用：

1. 与（&）：如果相对应位都是1，则结果为1，否则为0。
2. 或（|）：如果相对应位都是 0，则结果为 0，否则为 1。
3. 异或（^）：如果相对应位值相同，则结果为0，否则为1。
4. 非（~）：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。
5. 左移（<<）：按位左移运算符，左操作数按位左移右操作数指定的位数。
6. 右移（>>）：按位右移运算符，左操作数按位右移右操作数指定的位数。
7. 无符号右移（>>>）：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。

语法：

1. 与（&）：var & var
2. 或（|）：var | var
3. 异或（^）：var ^ var
4. 非（~）：~var
5. 左移（<<）：var << integer
6. 右移（>>）：var >> integer
7. 无符号右移（>>>）：var >>> integer

示例：

int num60 = 0B0011_1100;
int num13 = 0B0000_1101;
System.out.println(num60 & num13);//12:0000 1100
System.out.println(num60 | num13);//61:0011 1101
System.out.println(num60 ^ num13);//49:0011 0001
System.out.println(~num60);//-61:1100 0011
System.out.println(num60 << 2);//240:1111 0000
System.out.println(num60 >> 2);//15:1111
System.out.println(num60 >>> 2);//15:0000 1111

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六、条件运算符

• 三元条件运算符，有三个操作数，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作为结果赋值给变量。

语法：type var = expression ? valueIfTrue : valueIfFalse

示例：

int number = 1;
int numResult = number > 0 ? 10 : 20;
System.out.println(numResult);//10
numResult = number < 0 ? 10 : 20;
System.out.println(numResult);//20

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七、扩展赋值运算符

• 用于简化代码的赋值运算符。
• 当普通二元运算符的运算结果会赋值给左操作数的时候，可以用扩展赋值运算符进行简化。

作用：

1. 加和赋值操作符（+=）：把左操作数和右操作数相加赋值给左操作数。等价于：varLeft = varLeft + varRight
2. 减和赋值操作符（-=）：把左操作数和右操作数相减赋值给左操作数。等价于：varLeft = varLeft - varRight
3. 乘和赋值操作符（*=）：把左操作数和右操作数相乘赋值给左操作数。等价于：varLeft = varLeft * varRight
4. 除和赋值操作符（/=）：把左操作数和右操作数相除赋值给左操作数。等价于：varLeft = varLeft / varRight
5. 取模和赋值操作符（%=）：把左操作数和右操作数取模后赋值给左操作数。等价于：varLeft = varLeft % varRight
6. 左移位赋值运算符（<<=）：把左操作数左移位右操作数的值后赋值给左操作数。等价于：varLeft = varLeft << varRight
7. 右移位赋值运算符（>>=）：把左操作数右移位右操作数的值后赋值给左操作数。等价于：varLeft = varLeft >> varRight
8. 按位与赋值运算符（&=）：把左操作数和右操作数按位与后赋值给左操作数。等价于：varLeft = varLeft & varRight
9. 按位异或赋值操作符（^=）：把左操作数和右操作数按位异或后赋值给左操作数。等价于：varLeft = varLeft ^ varRight
10. 按位或赋值操作符（|=）：把左操作数和右操作数按位或后赋值给左操作数。等价于：varLeft = varLeft | varRight

语法：

1. 加和赋值操作符（+=）：varLeft += varRight
2. 减和赋值操作符（-=）：varLeft -= varRight
3. 乘和赋值操作符（*=）：varLeft *= varRight
4. 除和赋值操作符（/=）：varLeft /= varRight
5. 取模和赋值操作符（%=）：varLeft %= varRight
6. 左移位赋值运算符（<<=）：varLeft <<= varRight
7. 右移位赋值运算符（>>=）：varLeft >>= varRight
8. 按位与赋值运算符（&=）：varLeft &= varRight
9. 按位异或赋值操作符（^=）：varLeft ^= varRight
10. 按位或赋值操作符（|=）：varLeft |= varRight

示例：

int numberLeft = 1;
int numberRight = 2;
System.out.println(numberLeft += numberRight);//3
System.out.println(numberLeft -= numberRight);//1
System.out.println(numberLeft *= numberRight);//2
System.out.println(numberLeft /= numberRight);//1
System.out.println(numberLeft %= numberRight);//1
System.out.println(numberLeft <<= numberRight);//4
System.out.println(numberLeft >>= numberRight);//1
System.out.println(numberLeft &= numberRight);//0
System.out.println(numberLeft ^= numberRight);//2
System.out.println(numberLeft |= numberRight);//2

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八、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，就涉及到运算符的优先级别的问题。
• 在实际使用时，可以多使用小括号 区分一长串表达式里的运算符优先级，提高代码的可读性。

列表（越往下优先级越低）：

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

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