java運算符

（一）運算符介紹

計算機的最基本用途之一就是執行數學運算，作爲一門計算機語言，Java也提供了一套豐富的運算符來操縱變量。

運算符和表達式是Java程序的基本組成要素。運算符是一種特殊的符號，用以表示數據的運算，賦值和比較。不同的運算符用來完成不同的運算。

java語言使用運算符將一個或者多個操作數連綴成執行性語句，形成表達式，表達式是由運算符和操作數按一定語法規則組成的符號序列。

以下是合法的表達式：

a + b、(a + b)*(a - b)、“name = ” + “李  明”

表達式經過運算後都會產生一個確定的值。一個常量或一個變量是最簡單表達式。

（二）算數運算符

        算術運算符用在數學表達式中，它們的作用和在數學中的作用一樣，分爲一元運算符和二元運算符，二元運算符“+”、“-”、“*”、“/”和“%”分別用來進行加、減、乘、除和取餘運算。。下表列出了所有的算術運算符。

操作符	描述	例子
+	加法 - 相加運算符兩側的值	A + B 等於 30
-	減法 - 左操作數減去右操作數	A – B 等於 -10
*	乘法 - 相乘操作符兩側的值	A * B等於200
/	除法 - 左操作數除以右操作數	B / A等於2
％	取餘 - 左操作數除以右操作數的餘數	B%A等於0
++	自增: 操作數的值增加1	B++ 或 ++B 等於 21
--	自減: 操作數的值減少1	B-- 或 --B 等於 19

1  +  加

System.out.println("a + b = " + (a + b) );// “+”運算符不但用於計算兩個數值型數據的和，還可用於字符串對象的連接。當+運算符的兩個操作數一個是字符串而另一個是其他數據類型，系統會自動將另一個操作數轉換成字符串，然後再進行連接

2  -  減 

減法 - 左操作數減去右操作數

3 * 乘
乘法  相乘操作符兩側的值

4  /  除法

        除法運算符，除法運算符有些特殊，如果除法運算符的兩個操作數都是整數類型，則計算結果也是整數，就是將自然除法的結果截斷取整。如果除法運算符的兩個操作數都是整數，則除數不可以是0，否則將引起除零異常。

5  % 求餘運算 

        求餘運算的結果不一定總是整數，它的結果是使用第一個操作數除以第二個操作數，得到一個整數的結果剩餘的值就是餘數。由於求餘運算也是進行除法運算，如果除求餘運算運算符的兩個操作數都是整數，則求餘運算的第二個操作數不可以是0，否則將引起除零異常。

在操作數涉及負數求餘運算中，可通過下面規則計算：先去掉負號，再計算結果，結果的符號取被除數的符號。如求-10 % -3的結果，去掉負號求10 % 3，結果爲1。由於被除數是負值，因此最終結果爲-1。

大家可以自己去試一下其中一個是浮點數，或者兩個都是浮點數，第二個操作數爲0，或者0.0的情況。以及第一個操作數是0的情況，比較簡單。

6  ++：自加運算符：

兩個要點：

1 自加是單目運算符，僅僅能操作一個操作數。

除了自加自減是一元，正（+）和負（-）也是一元運算符，用來改變操作數的符號

2 自加運算符僅僅能操作一個單個數值型（整形和浮點型都可以），不能操作常量，直接量和表達式。

運算符既可以放入操作數的左邊，也可以放入操作數的右邊，但是表達的效果完全不一樣。

  // 查看  b++ 與 ++b 的不同

     System.out.println("b++   = " +  (b++) );

     System.out.println("++b   = " +  (++b) );

    如果把++放到左邊，表示先把操作數加一，然後才把操作數放入表達式中運算。如果把++放到右邊，表示先把操作數操作數放入表達式中運算，然後才把操作數加一。

7  --：自減

也是單目運算符，與++ 用法類似。

（三）賦值運算符

1  賦值運算符的定義：   

    賦值運算符用來爲變量指定新值。

2  賦值運算符主要有兩類：

     一類是使用等號（=）賦值，它把一個表達式的值賦給一個變量或對  象；

     另一類是擴展的賦值運算符。

3   賦值運算符的格式

     variableName = expression;

     這裏，variableName爲變量名，expression爲表達式。其功能是將等號 右邊表達式的值賦給左邊的變量。

例如：

int x = 10;

int y = x + 20;

4  賦值運算必須是類型兼容的，即左邊的變量必須能夠接受右邊的表達式的值，否則會產生編譯錯誤。如下面的語句會產生編譯錯誤。

int j = 3.14 ;

    因爲3.14是double型數據，不能賦給整型變量，因爲可能丟失精度。編譯器的錯誤提示是：Type mismatch:cannot convert double to int。

5  使用等號（=）可以給對象賦值，這稱爲引用賦值。將右邊對象的引用值（地址）賦給左邊的變量，這樣，兩個變量地址相同，即指向同一對象。如：

Date d1 = new Date();

Date d2 = d1;

此時d1、d2指向同一個對象。對象引用賦值與基本數據類型的拷貝賦值是不同的。

（四）位運算符

    java支持的位運算符有7個，分爲兩類：位邏輯運算和移位運算。位邏輯運算符包括按位取反（~）、按位與（&）、按位或（|）和按位異或（^）4種，。移位運算符包括左移（<<）、右移（>>）和無符號右移（>>>）3種。位運算符只能用於整型數據，包括byte、short、int、long和char類型。下表列出了各種位運算符的功能與示例。假設a = 10, b = 3。

~運算符是對運算數的每一位按位取反。

下表列出了位運算符的基本運算,假設整數變量A的值爲60和變量B的值爲13：

操作符	描述	例子
＆	如果相對應位都是1，則結果爲1，否則爲0	（A＆B），得到12，即0000 1100
|	如果相對應位都是0，則結果爲0，否則爲1	（A | B）得到61，即 0011 1101
^	如果相對應位值相同，則結果爲0，否則爲1	（A ^ B）得到49，即 0011 0001
〜	按位取反運算符翻轉操作數的每一位，即0變成1，1變成0。	（〜A）得到-61，即1100 0011
<<	按位左移運算符。左操作數按位左移右操作數指定的位數。	A << 2得到240，即 1111 0000
>>	按位右移運算符。左操作數按位右移右操作數指定的位數。	A >> 2得到15即 1111
>>>	按位右移補零操作符。左操作數的值按右操作數指定的位數右移，移動得到的空位以零填充。	A>>>2得到15即0000 1111

（五）擴展賦值運算符

      賦值運算符可以與算數運算符，位移運算符結合，擴展成爲更強大的運算符。稱之爲擴展賦值運算符。

 在賦值運算符（=）前加上其他運算符，即構成擴展賦值運算符。它的一般格式爲：

    variable operator = expression ;

這裏operator爲運算符，其含義是將變量variable 的值與expression的值做operator運算，結果賦給variable

例如，下面兩行是等價的：

a + = 3 ;  

a = a + 3 ;

擴展賦值運算符有11個，設a = 15, b = 3，下表給出了所有的擴展的賦值運算符及其使用方法。

只要能使用了這種擴展後的賦值運算符，通常都推薦使用它們，因爲這種運算符不僅能有更好的性能，而且程序會更加健壯。

下面是Java語言支持的擴展賦值運算符：

操作符	描述	例子
+ =	加和賦值操作符，它把左操作數和右操作數相加賦值給左操作數	C + = A等價於C = C + A
- =	減和賦值操作符，它把左操作數和右操作數相減賦值給左操作數	C - = A等價於C = C -  A
* =	乘和賦值操作符，它把左操作數和右操作數相乘賦值給左操作數	C * = A等價於C = C * A
/ =	除和賦值操作符，它把左操作數和右操作數相除賦值給左操作數	C / = A等價於C = C / A
（％）=	取模和賦值操作符，它把左操作數和右操作數取模後賦值給左操作數	C％= A等價於C = C％A
<< =	左移位賦值運算符	C << = 2等價於C = C << 2
>> =	右移位賦值運算符	C >> = 2等價於C = C >> 2
＆=	按位與賦值運算符	C＆= 2等價於C = C＆2
^ =	按位異或賦值操作符	C ^ = 2等價於C = C ^ 2
| =	按位或賦值操作符	C | = 2等價於C = C | 2

（六）關係運算符

關係運算符用來判斷兩個變量或者常量的大小，關係運算符的結果是一個boolean值( true或者false)。

==           檢查如果兩個操作數的值是否相等，即使它們是不同的數據類型，如果相等則條件爲真，返回true。

在Compare這裏類裏測試一下。

這裏提一點，如果兩個操作數都是引用類型，那麼只有當引用變量的類型具有父子關係的時候，纔可以比較，而且這兩個引用必須指向同一個對象纔會返回true。

!= 如果比較的兩個操作數都是數值類型，無論他們的數據類型是否相同，只要他們的值不相等，結果返回爲真。

如果兩個操作數都是引用類型，那麼只有當引用變量的類型具有父子關係的時候，纔可以比較，而且這兩個引用必須指向不同對象纔會返回true。

注意：基本類型的變量，值不能和引用類型的值和變量使用==進行比較。如果兩個引用類型之間沒有父子繼承關係，那麼他們的變量也不能使用== 進行比較。

>          檢查左操作數的值是否大於右操作數的值，如果是那麼條件爲真。 （A> B）非真。

<          檢查左操作數的值是否小於右操作數的值，如果是那麼條件爲真。 （A <B）爲真。

>=         檢查左操作數的值是否大於或等於右操作數的值，如果是那麼條件爲真。（A> = B）爲假。

<=         檢查左操作數的值是否小於或等於右操作數的值，如果是那麼條件爲真A> = B）爲真。

下表爲Java支持的關係運算符

表格中的實例整數變量A的值爲10，變量B的值爲20：

運算符	描述	例子
==	檢查如果兩個操作數的值是否相等，如果相等則條件爲真。	（A == B）爲假。
!=	檢查如果兩個操作數的值是否相等，如果值不相等則條件爲真。	(A != B) 爲真。
>	檢查左操作數的值是否大於右操作數的值，如果是那麼條件爲真。	（A> B）爲假。
<	檢查左操作數的值是否小於右操作數的值，如果是那麼條件爲真。	（A <B）爲真。
>=	檢查左操作數的值是否大於或等於右操作數的值，如果是那麼條件爲真。	（A> = B）爲假。
<=	檢查左操作數的值是否小於或等於右操作數的值，如果是那麼條件爲真。	（A <= B）爲真。

 

（七）邏輯運算符

    邏輯運算符用於操作兩個boolean類型的變量或者常量，邏輯運算符的運算對象只能是布爾型數據，並且運算結果也是布爾型數據。

邏輯運算符包括如下6種：

邏輯非（!）、邏輯與（&）、邏輯或（|）、邏輯異或（^）、短路與（&&）、短路或（||）。假設A、B是兩個邏輯型數據，則邏輯運算的規則如表所示。

對一個邏輯值A，邏輯非（!）運算是當A爲true時，!A的值爲false，當A的值爲false，!A的值爲true。

對邏輯“與”（&&或&）和邏輯“或”（||或|）運算都有兩個運算符，它們的區別是：“&&”和“||”爲短路運算符，而“&”和“|”爲非短路運算符。對短路運算符，當使用“&&”進行“與”運算時，若第一個操作數的值爲false時，就可以判斷整個表達式的值爲false，因此，不再繼續求解第二個表達式的值。

同樣當使用“||”進行“或”運算時，若第一個操作數的值爲true時，就可以判斷整個表達式的值爲true，不再繼續求解第二個表達式的值。

對非短路運算符（&和|），將對運算符左右的表達式求解，最後計算整個表達式的結果。

對於邏輯異或，對運算符左右的表達式相同爲flase，不同爲true。

表列出了邏輯運算符的基本運算，假設布爾變量A爲真，變量B爲假

操作符	描述	例子
&&	稱爲邏輯與運算符。當且僅當兩個操作數都爲真，條件才爲真。	（A && B）爲假。
| |	稱爲邏輯或操作符。如果任何兩個操作數任何一個爲真，條件爲真。	（A | | B）爲真。
！	稱爲邏輯非運算符。用來反轉操作數的邏輯狀態。如果條件爲true，則邏輯非運算符將得到false。	！（A && B）爲真。

 

（八）三目運算符

    條件運算符也被稱爲三元運算符。該運算符有3個操作數，並且需要判斷布爾表達式的值。該運算符的主要是決定哪個值應該賦值給變量。

表達式：

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

三目運算符的規則是，先對邏輯表達式expression進行求值，如果邏輯表達式返回true,則返回第二個操作數的值，如果邏輯表達式返回false，則返回第三個操作數值。

來舉一個例子：

public class Test {
   public static void main(String[] args){
      int a , b;
      a = 10;
      // 如果 a 等於 1 成立，則設置 b 爲 20，否則爲 30
      b = (a == 1) ? 20 : 30;
      System.out.println( "Value of b is : " +  b );
 
      // 如果 a 等於 10 成立，則設置 b 爲 20，否則爲 30
      b = (a == 10) ? 20 : 30;
      System.out.println( "Value of b is : " + b );
   }
}

    這兩種代碼的寫法的效果是完全相同的，三目運算符和if else 寫法的區別在於：if後的代碼塊可以有多個語句，但三目運算符是不支持多個語句的。

 

（九）運算符的優先級和結合性

  所有的數學運算都認爲是是從左向右的，java語言中大部分運算符也是從左向右的結合的，只有單目運算符，賦值運算符合三目運算符例外，其中單目運算符，賦值運算符合三目運算符是從右向左結合，也就是從右向左運算的。

    乘法和加法是兩個可結合的運算，也就是說，這兩個運算符左右兩邊的操作數可以互換位置而不會影響結果。

    運算符有不同的優先級，所謂優先級就是在表達式運算中的運算順序，下表中列出了運算符的優先級順序，數字小的優先級總是高於數字大的優先級。

類別	操作符	關聯性
後綴	() [] . (點操作符)	左到右
一元	+ + - ！〜	從右到左
乘性	* /％	左到右
加性	+ -	左到右
移位	>> >>>  <<	左到右
關係	>> = << =	左到右
相等	==  !=	左到右
按位與	＆	左到右
按位異或	^	左到右
按位或	|	左到右
邏輯與	&&	左到右
邏輯或	| |	左到右
條件	？：	從右到左
賦值	= + = - = * = / =％= >> = << =＆= ^ = | =	從右到左
逗號	，	左到右

    根據上表中的運算符的優先級，下面分析一下 int a = 3; int b=a+2*a語句的執行過程，程序先執行2*a，得到6，在執行a+3的到9.如果使用()就可以改變程序執行的順序，例如

int b=(a+2)*a 先執行a+2得到5 ，在執行5*a得到結果15。

無需死記硬背運算符的優先級。必要時可以在表達式中使用圓括號，圓括號的優先級最高。例如，考慮以下代碼：

int x = 5;

int y = 5;

boolean z = x * 5 == y + 20;

因爲“*”和“+”的優先級比“==”高，比較運算之後，z的值是true。這個表達式的可讀性較差。使用圓括號修改如下：

boolean z = (x * 5) == (y + 20);

優先級大家瞭解一下就行。一般我們不會寫非常複雜的代碼，因爲源代碼是一份文檔，可讀性比運行效率更重要。

所以：不要把一個表達式寫的過於複雜，若一個表達式過於複雜，則分幾步來完成。

要儘量使用()來控制表達式的執行順序，而不是過多的依賴運算符的優先級來控制表達式的執行順序。