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03 运算符

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2024-09-03

运算符：一种特殊的符号，用于表示数据的运算、赋值和比较等。

算数运算符

算术运算符是对数值类型的变量进行运算的运算符，在 Java 程序中使用得非常多。其运算结果是一个数值量。

  • + ; - ; * ; / ：加（正）、减（负）、乘、除

    5 / 2 = 2; 因为是 int。同理 5.0 / 2 = 2.5

  • % ：取模（求余数），结果和被取模数同号。其实 a % b == a - (int)a / b * b;

    11 % 9 = 2;

    -11 % 9 = -2;

    11 % -9 = 2;

    -11 % -9 = -2;

  • ++ ：自增。

    ++i 先自增后赋值；i++ 先赋值后自增

    int i = 10;
int j = ++i; 	//等价于 i = i + 1; j = i; 此时 i = 10; j = 10`
int k = i++; 	//等价于 k = i; i = i + 1; 此时 i = 11; k = 10`
i = i++; 		//系统会先后执行 int temp = i;     i = i + 1;     i = temp
i = ++i; 		//系统会先后执行 i = i + 1;     int temp = i;     i = temp

  • -- ：自减。和 ++ 同理。

  • + ：字符串相加

关系运算符（比较运算符）

关系运算符结果都为 boolean 型，要么是 ture 要么是 false。其关系表达式经常用在 if 结构的条件中或循环结构的条件中。

  • == ：相等于。8 == 7 结果 false
  • != ：不等于
  • < > ：小于、大于
  • <= >= ：小于等于、大于等于
  • instanceof ：检查是否是类的对象。"a" istanceof String 结果 ture

使用细节

  1. 关系运算符结果都是 boolean 型，要么是 ture ，要么是 false
  2. 关系运算符的表达式，称为关系表达式
  3. 比较运算符 == 不要误写为 =
  4. Java 允许将 ==、!= 两种运算用于任何数据类型

逻辑运算符

用于连接多个条件（多个关系表达式），最终的结果也是一个 boolean 值。

  • && ：短路与。a b 同时为 ture，则结果为 ture，否则为 false。

  • & ：逻辑与。a b 同时为 ture，则结果为 ture，否则为 false。

    && 与 & 的区别，在于 a && b 的场合，a = false 时，则 b 不判断。而 & 会完成判断。开发中多用 && ，因为其效率更高。

    int a = 1;
int b = 1;

if (a++ > 1 && ++b < 1) System.out.println("Nothing happened");
/*
此时 a 经历了先判断后自增，返回 false 并且 a = 2
但此时 b = 1; 因为 a = false; 所以 ++b 不执行。
	*/

  • || ：短路或。a b 任一为 ture，则结果为 ture，否则为 false。

  • | ：逻辑或。a b 任一为 ture，则结果为 ture，否则为 false。

    两者的区别和&& 与 & 相似，若第一个为 ture ，则 || 不会判断第二个。

  • ! ：取反。a 为 ture，则结果为 false。反之为 ture。

  • ^：逻辑异或。a b 不同时，结果为 ture，否则为 false。

赋值运算符

将某个运算后的值，赋给指定变量

  • 基本赋值运算符：=

  • 符合赋值运算符：+= ; -= ; *= ; /= ; %= 等

    a += b 等价于 a = a + b。其余同理。

使用细节

  1. 运算顺序从右往左。

    int num = a + b + c;	// 先运行(a + b + c)，再结算int num =

  2. 运算符左边只能是变量，右边可以是变量、表达式、常量值。

  3. 复合赋值运算符会进行类型转换。

    byte b = 2; b += 3;		// 此时 b += 3 等价于 b = (byte)(b + 3)
b++;					// 同理

三元运算符

基本语法：条件表达式 ? 表达式1 : 表达式2;

运算规则：如果条件表达式为 ture ，运算的结果是表达式 1；反之为表达式 2。

int a = 10;
int b = 11;
int result = (a == b ? a++ : b++);		// 此时 a = 10  result = 11  b = 12

使用细节

  1. 表达式 1 和 表达式 2 要为可以赋给接受变量的类型（或可以自动转换，或进行强制转换）

  2. 三元运算符可以转成 if--else

  3. 三元运算符是一个整体。

    Object obj = true ? new Integer(1) : new Double(2.2);
System.out.print(obj)

    上例中，系统将会输出 1.0

    因为 三元运算符 是一个整体，所以根据 [2.8.1.1.1] 发生了类型转换。

运算符优先级

详细优先级

运算符（优先级从高到低）结核性
[]、() 方法调用从左向右
!、~、++、--、+（一元运算）、-（一元运算）、强制类型转换、new从右向左
*、/、%从左向右
+、-从左向右
<<、>>、>>>从左向右
<、>、<=、>=、instanceof从左向右
==、!=从左向右
&从左向右
^从左向右
``
&&从左向右
`
?:（三元运算符）从右向左
=、+=、-=、*=、/=、&=、%=、^=、`=、<<=、>>=、>>>=`
  1. 运算符有不同优先级。优先级高的总是优先于低的。
  2. 只有单目运算符、赋值运算符是从右向左运算的。

标识符

Java 对各种变量、方法和类等命名时使用的字符序列称为标识符

凡是自己可以起名字的地方都叫标识符 double height = 0.0;

命名规则

  1. 标识符由 26 个大、小写英文字母，0 - 9 阿拉伯数字，_ 或 $ 符号组成。

  2. 数字不能开头。 错误示范：int 3a = 1;

  3. 不能使用关键字和保留字（可以包含）。[具体的关键字和保留字请自行查询](https://i-melody.github.io/2021/11/23/Java/入门阶段/3 运算符/www.baidu.com)

  4. 严格区分大小写，长度无限制。

  5. 不能包含空格。

  6. 与多数编程语言不同。 可以用任何 Unicode 字符（特殊字符除外）作为标识符。但不推荐这么做

    来 String 一只猫：

    String ᓚᘏᗢ = "✪ ω ✪";				// 喵？

命名规范

  1. 包名：多单词组成时所有字母都小写：aaa.bbb.ccc
  2. 类名、接口名：多单词组成时，采用大驼峰法，所有单词的首字母大写：XxxYyyZzz
  3. 变量名、方法名：多单词组成时，采小驼峰法（驼峰法），第一个单词首字母小写，第二个开始每个单词首字母大写：xxxYyyZzz
  4. 常量名：所有字母都大写。多单词时每个单词用下划线连接：XXX_YYY_ZZZ
  5. 更详细的规则查看 Java 编码规范

输入与输出

为满足读取用户输入、输出的需求，Java 提供了几个基本类

Scanner 类

在编程中，需要接收用户输入的数据，就可以使用键盘输入语句来获取。

Input.java ，需要一个 扫描器（对象），就是 Scanner

Scanner 属于 java.util 包。其包含许多方法

示例：

import java.util.Scanner;		//[1] 导入

    public class Code3_8_1{
    public static void main(String[] args){
        Scanner aScannerName = new Scanner(System.in);	//[2] 创建 Scanner 对象
        System.out.println("\n输入点什么吧！");
        String pointSomething = aScannerName.next();	//[3] 接收用户输入
        System.out.println("\n接下来，输入一个数字吧！");
        double aNumber = aScannerName.nextDouble();		//[3] 接收用户输入
        System.out.println("\n你输入的\"点什么\"是:\""
        	+ pointSomething + "\"\n你输入的\"一个数字\"是：\""
        	+ aNumber + "\"");
    }
}
  1. 导入该类所在的包
  2. 创建该类对象（声明变量）
  3. 调用里面的功能，接收用户输入

构造方法：

  • new Scanner(System.in)：该方法接收一个参数（输入源）。其中 System.in 代表标准输入流。默认情况指键盘。

    —— 见 [[17.2.3.4 标准输入 / 输出流]](https://i-melody.github.io/2022/01/06/Java/入门阶段/17 IO 流/#17-2-3-4-标准输入-x2F-输出流)

常用方法：

  • String next()：读取下一个输入对象

    Scanner 对象用空白（空格、水平制表符或回车换行符）作为输入的分隔元素

  • Double nextDouble()：读取下一个 double

    Int nextInt()：读取下一个 int

  • String nextLine()：读入当前行的所有输入，直到行尾

  • boolean hasNext()：输入中是否还有其他单词

    boolean hasNextInt()、boolean hasNextDouble()

格式化输出

System.out 标准输出流。调用该流方法以输出内容至控制台窗口

  • println(String s)：输出字符，结束后换行

    print(String s)：输出字符，结束后不换行

    println(int n)、println(char c)、println(Object obj)……

  • printf(String format, Object ... args)：格式化输出

    System.out.printf("%s，你来啦，给你 %d 拳", "柏枝凪斗", 1);	// <———— 给了柏枝凪斗一拳

    以 % 开头的 格式说明符 都用相应参数替换。格式说明符尾部的转换符表示要格式化的数值类型

    转换符类型转换符类型
    d十进制整数s字符串
    x十六进制整数c字符
    o八进制整数b布尔值
    f定点浮点数h散列码
    e指数浮点数tx 或 Tx日期时间（T 强制大写）
    g通用浮点数%百分号
    a十六进制浮点数n行分隔符

    也能指定控制格式化输出外观的各种标志

    System.out.printf("% (4.12f", Math.PI);	// <————— 保留 12 位，正数添加空格，负数添加括号
    标志目的
    +打印正数和负数的符号
    （空格）在正数前添加空格
    0数字前面补 0
    -左对齐
    (负号被括号环绕
    ,添加分组分隔符
    #（对于 f 格式）包含小数点
    #（对于 x 或 0 格式）添加前缀 0x 或 0
    $指定要格式化的参数索引：%1$d 以十进制打印第 1 个参数
    <格式化前面说明的数值：%d%<x 十进制打印后，再以十六进制打印一遍

NumberFormat 类

Java 提供的格式化输出功能，能使打印或显示是信息更美观

NumberFormat 类属于 Java 标准类库，在 java.text 包中

NumberFormat 类不能直接创建对象。利用类中的静态方法获取一个对象实例

获取实例：

  • NumberFormat.getInstance()：返回当前默认语言环境的默认数值格式
  • NumberFormat.getCurrnecyInstance()：返回当前默认语言环境的通用格式
  • NumberFormat.getNumberInstance()：返回当前默认语言环境的通用数值格式
  • NumberFormat.getPercentInstance()：返回当前默认语言环境的百分比格式

常用方法：

  • format(num)：获取 num 的格式化语句

  • setMaximunFactionDigits(n)：将该格式的小数部分允许的最大位数设置为 n

    setMinimunFactionDigits(n)：将该格式的小数部分允许的最小位数设置为 n

  • setMaximunIntegerDigits(n)：将该格式的整数部分允许的最大位数设置为 n

    setMinimunIntegerDigits(n)：将该格式的整数部分允许的最小位数设置为 n

DecimalFormat 类

与 NumberFormat 类不同，DecimalFormat 类可以直接实例化对象。

实例化：

  • new DecimalFormat(pattern)

    其中 pattern 是一个 String，代表格式化处理模式。如

    DecimalFormat df = new DecimalFormat("0.###");		//格式对象，保留 3 位小数

常用方法：

  • format(num)：获取 num 的格式化语句
  • applyPattern(pattern)：变更要使用的格式

进制

  • 二进制：数字有 0 - 1，满 2 进 1，以 0b 或 0B 开头
  • 十进制
  • 八进制：0 - 7，满 8 进 1，以 0 开头表示
  • 十六进制：0 - 9 及 A - F，满 16 进 1，以0x 或 0X 开头。此处的 A - F 不分大小写。

进制的转换

  • 其他进制 转 十进制：略
  • 十进制 转 其他进制：将该数不断除以对象进制数，直到商为 0 为止，将每步得到的余数倒过来。
  • 二进制 与 八进制 或 十六进制 互相转换：二进制 从低位开始，每 3 位一组，转成对应的 八进制 即可。反之同理。十六进制亦同理（每 4 位一组）。

原码、反码、补码

对于有符号数而言：

  1. 二进制的最高位是符号位：0 表示正数，1 表示负数。
  2. 正数的原码、反码、补码都一样。
  3. 负数的反码 = 原码符号位不变，其他位取反（0 变 1，1 变 0）
  4. 负数的补码 = 反码 + 1。也就是说，负数的反码 = 补码 - 1。
  5. 0 的反码、补码都是 0。
  6. Java 没有无符号数。换言之，Java 的数都是有符号的。
  7. 计算机运算时，都是以补码的方式来运算的。
  8. 当我们看运算结果时，要看其原码。

位运算符

  • & 按位与：两位都为 1，结果为 1，否则为 0

  • | 按位或：两位有一个为 1，结果为 1，否则为 0

  • ^ 按位异或：两位不同，结果为 1，否则为 0

  • ~ 按位取反：把 0 变 1，1 变 0

    以下是几个示例：

    • 2 & 3：
2 的原码：00000000 00000000 00000000 00000010
2 的补码：00000000 00000000 00000000 00000010
3 的原码：00000000 00000000 00000000 00000011
3 的补码：00000000 00000000 00000000 00000011
补码运算结果：00000000 00000000 00000000 00000010
结果转成原码：00000000 00000000 00000000 00000010
运算结果：2
  • ~-2：
得到 -2 的原码：10000000 00000000 00000000 00000010
得到 -2 的反码：11111111 11111111 11111111 11111101
得到 -2 的补码：11111111 11111111 11111111 11111110
补码运算结果：00000000 00000000 00000000 00000001
结果转成原码：00000000 00000000 00000000 00000001
运算结果：1
  • ~2：
2 的原码：00000000 00000000 00000000 00000010

2 的补码：00000000 00000000 00000000 00000010

补码运算：11111111 11111111 11111111 11111101

结果转成反码：11111111 11111111 11111111 11111100

反码转成原码：10000000 00000000 00000000 00000011

运算结果：-3

  • >> 算术右移：低位溢出，符号位不变，用符号位补溢出的高位

  • << 算数左移：符号位不变，低位补 0

  • >>> 逻辑右移（无符号右移）：低位溢出，高位补 0

    下面是示例：

    • 将数字 1 算术右移 2 位：int a = 1 >> 2
1 的补码：00000000 00000000 00000000 00000001

补码结果：00000000 00000000 00000000 00000000

结果：00000000 00000000 00000000 00000000
  • 将数字 1 算术左移 2 位：int b = 1 << 2
1 的补码：00000000 00000000 00000000 00000001

补码结果：00000000 00000000 00000000 00000100

结果：00000000 00000000 00000000 00000100

也就是说，1 << 2 本质是 1 * 2 * 2 = 4

而 1 >> 2 本质是 1 / 2 / 2 = 0

使用细节：

  1. 位运算符只对整型、字符类型有效

  2. 移位运算中，左侧操作 int 的场合，右侧操作数以 32 取模；long 的场合，右侧操作数以 64 取模。

    int n = 20;
n >>= 32;			//这个场合，n 不改变。这样能保证左侧数字不被全部移走

更新日志

2026/5/5 18:19
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贡献者: chen, Claude Sonnet 4.6