Java學習篇【四、操作符與流程控制】

1、操作符

我們知道了程序用變量來表示數據，而操作符，顧名思義，就是來操作數據。在由操作符和數據所構成的表達式，被操縱的數據也被稱爲數據元。

優先級	操作符分類	操作符
由高到低	一元操作符	! ++ – - ~
	算術操作符、位操作符	* / % + - >> << >>>
	比較操作符	> < >= <= != ==
	邏輯操作符	&& || % | ^
	三元操作符	布爾表達式 ? 表達式1: 表達式2
	賦值操作符	= *= += -= /= %=

1.1 算術操作符

Java的算數操作符與其它大多數程序設計語言都是相同的，其中包括加(+)、減(-)、乘(×)、除(÷)以及取模(%)。

假設：整數變量A的值爲10，變量B的值爲20，如下表：

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

注：

1. 前綴自增自減法(++a,–a): 先進行自增或者自減運算，再進行表達式運算；
2. 後綴自增自減法(a++,a–): 先進行表達式運算，再進行自增或者自減運算；

1.2 比較運算符

假設：整數變量A的值爲10，變量B的值爲20

操作符	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。

1.3 位運算符

假設：整數變量A的值爲60，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

1.4 邏輯運算符

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。

補充：
邏輯運算符包含短路邏輯運算，即左邊條件如果成立，則表示該語句條件“成立”，不繼續執行後續判斷。

1.5 三元運算符

三元運算符，又稱條件運算符。

格式如下：

# ?前爲表達式，如果表達式返回結果爲true，則x賦值爲:前的值，false則x賦值爲:後的值
variable x = (expression) ? value if true : value if false

# eg

int age = 23;

String name = (age == 23) ? "bboyhan": "BBOYHAN";

System.out.println(name);

1.6 運算轉換

Java規定，在執行數據的操作運算，必須是同一數據類型。如整型只能和整型進行+操作，我們知道了Java的8大基本數據類型定義了不同數值範圍的數據。Java定義了若干使用於表達式的類型提升規則。

1. byte、short、char類型的數據在進行運算時將自動轉化爲int類型；
2. 如果其中一個操作數是float類型，另一個將轉換爲float類型；
3. 如果其中一個操作數是long類型，另一個將轉換爲long類型；
4. boolean類型與其他基本類型不能進行類型的轉換（既不能進行自動類型的提升，也不能強制類型轉換），否則，將編譯出錯。

在運算過程中，由低字節向高字節自動轉換（正向過程）,Java會自行處理。

但由高字節需要向低字節轉換(逆向過程)，需要使用強制轉換(可能丟失精度)。需要注意的一點是：在強制類型轉換中目標類型和源類型變量的類型始終沒有發生改變。

int a=(int)3.14;

提問：float類型能否與long類型進行自動轉換？

答：能，float能表示的數的範圍比long大，一個long型數可以轉爲float型。

1. long類型，取值範圍是-2^63 --> 2^63-1(-9 223 372 036 854 775 808 ~ 9 223 372 036 854 775 807)
2. float類型，取值範圍是2^(-149) --> (2-2^(-23))*2127,也就是Float.MIN_VALUE和Float.MAX_VALUE

任何一個long類型的數字都可以使用float類型的表示方法來表示。但是，由於float有精度限制，所以在轉換的過程中有可能丟失精度

float內存存儲原理

在IEEE標準754中，float浮點數分爲三部分組成：

1. 符號位（S）,0表示正數，1表示負數。翻轉該位的值會翻轉該數字的符號。
2. 指數位（E）,指數字段需要表示正指數和負指數。
3. 尾部（F）,也被稱爲有效數，代表數字的精度的位。

	Sign	Exponent	Fraction
單精度,Single Precision	1 [31]	8 [30–23]	[22–00]
雙精度,Double Precision	1 [63]	11 [62–52]	52 [51–00]

Laid out as bits, floating point numbers look like this:

Single: SEEEEEEE EFFFFFFF FFFFFFFF FFFFFFFF

Double: SEEEEEEE EEEEFFFF FFFFFFFF FFFFFFFF FFFFFFFF FFFFFFFF FFFFFFFF FFFFFFFF

2、流程控制

現實生活中，不論是日常事務還是生產工序，都會按照特定的流程進行運轉。在Java當中，同樣地可以通過特定的語句進行相應的流程控制。

2.1 分支語句

（一）if else

if…else…語句，布爾表達式的值爲true時，執行if代碼塊，爲false時，執行else代碼塊。

if(布爾表達式){
    //...
}else{
    //...
}

int x = 1;
if(x == 1){
    System.out.println("x 等於 1，執行這句")
}else{
    System.out.println("x 不等於 1，執行這句")
}

多個條件的情況，可以在中間插入 else if(布爾表達式)。

int x = 1;
if(x < 1){
    System.out.println("x 小於 1，執行這句")
}else if (x == 1){
    System.out.println("x 等於 1，執行這句")
}else{
    System.out.println("否則，執行這句")
}

（二）switch

switch case 語句判斷一個變量與一系列值中某個值是否相等，每個值稱爲一個分支。

switch(expression){
    case value :
       //代碼
       break; //可選，不寫相當於會繼續執行下方的case判斷
    case value :
       //代碼
       break; //可選
    //你可以有任意數量的case語句
    default : //可選
       //...
}

int age = 23;

switch(age){
    case 18 :
       System.out.println("age 等於 18，執行，有break，結束")
       break;
    case 23 :
       System.out.println("age 等於 23，執行")
       //break; //沒break，繼續往下執行 
    default : 
       System.out.println("其它情況，執行")
}

switch 語句中的變量類型可以是： byte、short、int、char、String、Enum類型，同時 case 標籤必須爲字符串常量或字面量。

2.2 循環語句

（一）while、do…while

while( 布爾表達式 ) {
    //...
}

# eg

int x = 10;
while( x < 20 ) {
    System.out.print("value of x : " + x );
    x++;
    System.out.print("\n");
}

do {
    //...
}while( 布爾表達式 );

# eg

int x = 10;
 
do{
    System.out.print("value of x : " + x );
    x++;
    System.out.print("\n");
}while( x < 20 );

（二）for

形式一：

for(初始化; 布爾表達式; 更新) {
    //...
}

# eg

int[] intList = {1， 2， 3， 4};

//遍歷
for (int j = 0; j < intList.length; j++) {
    int i = intList[j];
    System.out.println(i);
}

形式二：

# for (循環變量類型 循環變量名稱 : 要被遍歷的對象)  循環體

/* 建立一個數組 */
int[] intList = {1， 2， 3， 4};

/* 開始遍歷 */
for (int i : intList) {
    System.out.println(i);
}
 

2.3 流程跳轉

語句	說明
break	終止循環
continue	跳過本次（當前）循環
return	退出本方法，跳至上層調用方法

# eg

int[] intList = {1， 2， 3， 4};

//遍歷
for (int j = 0; j < intList.length; j++) {
    int i = intList[j];
    if(i == 1){
        continue; //跳出本次循環，不打印1
    }
    System.out.println(i);
}

# eg

int[] intList = {1， 2， 3， 4};

//遍歷
for (int j = 0; j < intList.length; j++) {
    int i = intList[j];
    if(i == 2){
        break; //終止循環，不再執行
    }
    System.out.println(i);
}

# 擴展

int[] intList = {1， 2， 3， 4};

//遍歷
A:for (int j = 0; j < intList.length; j++) {
    int i = intList[j];
    if(i == 2){
        break A; //跳至A，A可任意命名
    }
    System.out.println(i);
}