【JavaSE-3】运算符

1、什么是运算符

就是对常量或者变量进行操作的符号，如：+，-，*，/

表达式：

用运算符把常量或者变量连接起来的，符合java语法的式子就是表达式。

2、算术运算符

2.1、基本四则运算符`+ - * / %`

都是二元运算符，也就是说使用时需要左右两边有操作数。

+ - * :跟小学数学中一模一样没有任何区别，这里不做介绍。

/ 整除

两数相除结果只能得到整除，如果结果想要是小数，必须要有小数参与。但是代码中，如果有小数参与计算，结果可能不精确。

例子：

public static void main(String[] args) {
	System.out.println(1.1 + 1.01);
	System.out.println(1.1 + 1.1);
	System.out.println(10.0 / 3);
    System.out.println(10 / 3);
}

【运行结果】

2.1100000000000003
2.2
3.3333333333333335
3

% 取余（取模）

两边的操作数不仅可以是整数，也可以是小数，但是对小数没有意义，一般都是对整数取模
求模结果的正负号由第一个运算符的正负号决定。
如果操作数中存在小数，则结果为小数否则结果为整数

例子：

System.out.println(10%3);//1
System.out.println(10%-3);//1
System.out.println(-10%3);//-1 
//求模结果的正负号由第一个运算数的正负号决定
System.out.println(-10%-3);//-1
//java中可以对小数求余数，但是没有意义，一般都是对整数取模
System.out.println(11.5%2);//1.5
System.out.println(-11.5%2);//-1.5
System.out.println(9.0 % 3);//0.0
//如果操作数中存在小数，则求余结果为小数，否则结果是整数
System.out.println(9 % 3);//0

【注意】

做除法和取模时，右操作数不能为 0

int a = 1;
int b = 0;
System.out.println(a/b);

会报出错误，称为异常。如下所示：

Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero
	at Test01.main(Test01.java:31)

两侧操作数类型不一致时，向类型大的提升，也就是发生自动类型转换（隐式转换）。

System.out.println(1+0.2);
//+左侧是int，右侧是double，在加之前int被提升为double,所以输出1.2

【练习】

需求：键盘录入一个三位数，拆分为个位，十位，百位，打印在控制台上

【代码示例】

import java.util.Scanner;
public static void main(String[] args) {
	//获取一个数的每一位
	//1.键盘录入一个三位数
	//导包 --- 创建对象 --- 接收数据
	Scanner sc = new Scanner(System.in);
	System.out.println("请输入一个三位数:");
	int number = sc.nextInt();//123
	//2.获取这个三位数的个位、十位、百位并打印出来
	int ge = number % 10;
	int shi = number / 10 % 10;
	int bai = number / 100 % 10;
	//3.输出结果
	System.out.println(ge);
	System.out.println(shi);
	System.out.println(bai);
}

2.1.1、字符串的拼接`+`

当+符号前或者后出现字符串时，此时就是字符串的连接符，会将前后的数据进行拼接，并产生一个新的字符串。
当连续进行+操作时，从左到右逐个执行的。

例子1：

"123"+123;

此时进行的是字符串的拼接，结果是"123123"

例子2：

1+"23"+56;

先进行字符串的拼接，结果是"123"，然后和56进行字符串拼接，最终结果是"12356"

例子3：

1+56+"89"+1+2;

先进行的是整数的加法运算，结果是57，之后和字符串"89"进行拼接，结果是"5789"，然后依次和后面的1 2进行拼接，最终结果是"578912"。

例子4：

String name = "小明";
System.out.println("我的名字是" + name);

结果是：我的名字是小明

2.1.2、字符的`+`

字符 + 字符
字符 + 数字

以上两种情况出现时，会拿着字符到计算机内置的ASCII码表中去查字符对应的数字，然后再进行数值的计算。

常用的ASCII码值：

‘a’----97

‘A’----65

例子1：

char a = 'a';
System.out.println(a);
System.out.println(a + "字符串");//字符串的拼接
System.out.println(a + 1);//字符的＋

【运行结果】

a
a字符串
98

例子2：

char c1 = 'a';
char c2 = 'b';
System.out.println(c1+c2);

【运行结果】

2.2、赋值运算符`= += -= *= /= %=`

2.2.1、`=`

赋值运算符=，也就是将等号右边的结果赋值给左边的变量。

例子：

//1.最为简单的赋值运算符用法
int a = 10;//就是把10赋值给变量a
System.out.println(a);

//2.如果等号右边需要进行计算。
int b = 20;
int c = a + b;//先计算等号右边的表达式，把计算的结果赋值给左边的变量
System.out.println(c);

//3.特殊的用法
a = a + 10;//先计算等号右边的，把计算的结果赋值给左边的变量
System.out.println(a);//20

2.2.2、增量运算符`+= -= *= /= %=`

运算规则：

就是把左边跟右边进行运算，把最终的结果赋值给左边，对右边没有任何影响。

例子：

public static void main(String[] args) {
	//扩展赋值运算符
	int a = 10;
	int b = 30;
	a += b;//把左边和右边相加，再把最终的结果赋值给左边，对右边没有任何影响
	// 相当于 a = a + b;
	System.out.println(a);//40
	System.out.println(b);//30
}

【注意】

增量运算符会帮助进行强制类型转换

long a1 = 100L;
int a2 = 200;
//a2 = a1+a2;//error,因为等式右边计算后是long类型，与左边不同
a2 += a1;//没有报错，因为运算符会实现类型转换
//具体实现：a2 = (int)(a2 + a1),也就是会实现强制类型转换
System.out.println(a2);//300

2.3、自增/自减运算符`++ --`

++：就是把变量里面的值+1

--：就是把变量里面的值-1

例子1：

//++
int a = 10;
a++;//就是让变量a里面的值 + 1
System.out.println(a);//11
++a;//就是让变量a里面的值 + 1
System.out.println(a);//12

例子2：

int a = 10;
int b = a++;//先将a的值赋给b,然后a的值++
System.out.println(a);//11
System.out.println(b);//10

int a2 = 10;
int b2 = ++a2;//先将a2的值++,然后将结果赋值给b2
System.out.println(a2);//11
System.out.println(b2);//11

【注意】

如果单独使用，【前置++】和【后置++】没有任何区别
如果混合使用，【前置++】先+1，然后使用变量+1之后的值，【后置++】先使用变量原来的值，表达式结束时给变量+1
只有变量才能使用自增/自减运算符，常量不能使用，因为常量不允许被修改

3、关系运算符

又叫比较运算符，其实就是拿着左边跟右边的值进行判断。

关系运算符主要有六个：== != < > <= >=其计算结果是true或者false

【注意】

如果需要多次判断时，不能连着写，如：int a = 4;3<a<5。和 C语言中不同，因为 C语言中的可以用 0 或 1 表示false或者true，但是在 java 中，3<a结果是true然后是true < 5两者不能进行比较，会报错。
关系运算符最终结果一定是布尔类型，要么是true要么是false。

4、逻辑运算符‼️

有三种运算符，分别是：&& || !运算结果都是boolean类型。

4.1、逻辑与`&&`

语法规则：表达式1 && 表达式2，左右表达式必须是boolean类型的结果
只有两个表达式同时为真，最后结果才为真，有 1 个为假最后结果就是假。

例子：

public class Main{
	public static void main(String[] args) {
		int a = 1;
		int b = 2;
		System.out.println(a == 1 && b == 2); //左为真 且 右为真 则结果为真
		System.out.println(a == 1 && b > 100); // 左为真 但 右为假 则结果为假
		System.out.println(a > 100 && b == 2); // 左为假 但 右为真 则结果为假
		System.out.println(a > 100 && b > 100); // 左为假 且 右为假 则结果为假
	}
}

4.2、逻辑或`||`

语法规则：表达式1 || 表达式2，左右表达式必须是boolean类型的结果
只要有一个为真结果就是真，只有两个表达式都为假结果才是假。

例子：

public class Main{
	public static void main(String[] args) {
		int a = 1;
		int b = 2;
		System.out.println(a == 1 || b == 2); // 左为真 且 右为真 则结果为真
		System.out.println(a == 1 || b > 100); // 左为真 但 右为假 则结果也为真
		System.out.println(a > 100 || b == 2); // 左为假 但 右为真 则结果也为真
		System.out.println(a > 100 || b > 100); // 左为假 且 右为假 则结果为假
	}
}

4.3、逻辑非`!`

语法规则：!表达式 表达式也要是布尔表达式！！真变假，假变真

例子1：

所以需要将表达式改为布尔表达式。

例子2：

public class Main{
	public static void main(String[] args) {
		int a = 1;
		System.out.println(!(a==1)); //括号结果为真，取非，最终结果为假
		System.out.println(!(a==2)); //括号结果为假，取非，最终结果为真
	}
}

4.4、短路求值

短路求值涉及到的运算符：&& ||

//短路求值
//短路与 当表达式1为假时，就不会执行表达式2
System.out.println(10 > 20 && 10 / 0 == 0);//false
//短路或 当表达式1为真时，就不会执行表达式2
System.out.println(10 < 20 || 10 / 0 == 0);//true

例子1：

public class Main{
	public static void main(String[] args) {
		int a = 10;
		int b = 20;
		//表达式结果是boolean类型时，表示逻辑运算
		System.out.println(a > b);//flase
		System.out.println(a < b);//true
		System.out.println(a > b && 10/0 == 0);//如果发生短路运算，则只会执行表达式1，结果是false,不会执行表达式2，因此不会报错
		System.out.println(a < b || 10/0 == 0);//如果发生短路运算，则只会执行表达式1，结果是true,不会执行表达式2,因此不会报错
	}
}

例子2：

public class Main{
	public static void main(String[] args) {
		int a = 10;
		int b = 10;
		boolean result = ++a < 5 && ++b < 5;//表达式1 ++a < 5为假，所以不执行表达式2
		System.out.println(result);//false
		System.out.println(a);//11
		System.out.println(b);//10
	}
}

5、位运算符

Java 中数据存储的最小单位是字节，而数据操作的最小单位是比特位. 字节是最小的存储单位，每个字节是由8个二进制比特位组成的，多个字节组合在一起可以表示各种不同的数据。

带有位运算符的操作表示按二进制位运算. 计算机中都是使用二进制来表示数据的(01构成的序列), 位运算就是按照二进制位的每一位依次进行计算。

除了按位取反~是一元运算符外，其余都是二元运算符。

5.1、按位与`&`

如果两个二进制位都是 1, 则结果为 1, 否则结果为 0

例子：

public class Main{
	public static void main(String[] args) {
		int a = 10;
		int b = 20;
		System.out.println(a & b);//0
		System.out.println(a & a);//10
	}
}

5.2、按位或`|`

如果两个二进制位都是 0, 则结果为 0, 否则结果为 1

例子：

public class Main{
	public static void main(String[] args) {
		int a = 10;
		int b = 20;
		System.out.println(a | b);//30
		System.out.println(a | a);//10
	}
}

当 & 和 | 的操作数为整数(int, short, long, byte) 的时候, 表示按位运算, 当操作数为 boolean 的时候, 表示逻辑运算，但是和逻辑运算不同的是不支持短路求值

例子1：

public static void main(String[] args) {
	//短路逻辑运算
	System.out.println(10 > 20 && 10 / 0 == 0);
	System.out.println(10 < 20 || 10 / 0 == 0);
}

【运行结果】

flase
true

例子2：

public static void main(String[] args) {
	//按位运算
	System.out.println(10 > 20 & 10 / 0 == 0);
	System.out.println(10 < 20 | 10 / 0 == 0);
}

【运行结果】

例子3：

public static void main(String[] args) {
	int a = 10;
	int b = 10;
	boolean result = ++a < 5 & ++b < 5;//会左右两边都进行计算
	System.out.println(result);
	System.out.println(a);
	System.out.println(b);
}

【运行结果】

false
11
11

5.3、按位取反`~`

如果该二进制位为 0 则转为 1, 如果该二进制位为 1 则转为 0

public class Main{
	public static void main(String[] args) {
		int a = 0xf;
		System.out.printf("%x\n",a);//f
		System.out.printf("%d\n",a);//15
		System.out.printf("%x\n",~a);//fffffff0
		System.out.printf("%d\n",~a);//-16
	}
}
/*
因为a占4字节，所以内存中补码是00000000 00000000 00000000 00001111
然后按位取反，得11111111 11111111 11111111 11110000 
十六进制是ff ff ff f0
转为原码是10000000 00000000 00000000 00010000 => -16
*/

【注意】：

如果该位为 0 则转为 1, 如果该位为 1 则转为 0 。
0x 前缀的数字为十六进制数字. 十六进制可以看成是二进制的简化表示方式. 1 个十六进制数字对应 4个二进制位。
0xf 表示十进制的 15, 也就是二进制的1111。
printf 能够格式化输出内容, java 中可以像 C语言那样按照格式输出，%x 表示按照十六进制输出。
\n 表示换行符。

5.4、按位异或`^`

如果两个数字的二进制位相同, 则结果为 0, 相异则结果为 1。

例子1：

n^n=0 0^n=n

例子2：

int a = 1;
int b = 2;
System.out.println(a ^ b);//3

因为a的二进制是0001，b的二进制是0010，对应二进制位进行比较，得出结果是0011，对应的十进制是3。

6、移位运算符

移位运算符有三种<< >> >>>，都是二元运算符，且都是按照二进制比特位来运算的。

左移<<

最左侧位不要了，最右侧补0

左移一位相当于乘以 2，在右边补 0，左边舍弃

public class Main{
	public static void main(String[] args) {
		byte a = 65; //0100 0001
		System.out.printf("%d\n",a << 1);//10000010 130
		System.out.printf("%d\n",a);//65
	}
}

注意：左移时，丢弃的是符号位，所以正数的左移可能会变成负数。

右移>>

在左边补符号位（正数补 0，负数补 1），最右侧位不要了

右移一位相当于除以(/) 2，

无符号右移>>>

最右侧位不要了，左边统一补 0

没有<<<，因为左移统一都是在右边补 0

7、条件运算符(三元运算符)

格式：关系表达式?表达式 2:表达式 3

当 关系表达式 的值为 true 时, 整个表达式的值为 表达式2 的值;
当 关系表达式 的值为 false 时, 整个表达式的值为 表达式3 的值。
也是 java 中唯一的三目运算符。

注意：表达式 2 和表达式 3 的结果需要是同类型的，除非是能发生隐式类型转换。

int a1 = 1;
int b1 = 2;
double c1 = a1 > b1? a1 : 2.0;
//int c2 = a1 > b1? a1 : 2.0;
// error 因为2.0是double,不能隐式转换到int类型

8、运算符的优先级

在Java中涉及了很多的运算符，每一种运算符都有各自的优先级。但是这些优先级不需要记忆。

咱们只要知道其中一点：小括号优先于所有。