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Java 從入門到進階之路(三)

之前的文章我們介紹了 Java 中的變數和基本資料型別,本章我們來看一下 Java 的運算子和表示式。

計算機的最基本用途之一就是執行數學運算,作為一門計算機語言,Java也提供了一套豐富的運算子來操縱變數。我們可以把運算子分成以下幾組:

  • 算術運算子
  • 關係運算符
  • 位運算子
  • 邏輯運算子
  • 賦值運算子
  • 其他運算子

算術運算子

算術運算子用在數學表示式中,它們的作用和在數學中的作用一樣。下表列出了所有的算術運算子。

表格中的例項假設整數變數A的值為10,變數B的值為20:

 

操作符描述例子
+ 加法 - 相加運算子兩側的值 A + B 等於 30
- 減法 - 左運算元減去右運算元 A – B 等於 -10
* 乘法 - 相乘操作符兩側的值 A * B等於200
/ 除法 - 左運算元除以右運算元 B / A等於2
取餘 - 左運算元除以右運算元的餘數 B%A等於0
++ 自增: 運算元的值增加1 B++ 或 ++B 等於 21(區別詳見下文)
-- 自減: 運算元的值減少1 B-- 或 --B 等於 19(區別詳見下文)
 1 public class HelloWorld {
 2     public static void main(String[] args) {
 3         int a = 2;
 4         int b = 3;
 5         int c = 4;
 6         double d = 5.6;
 7         System.out.println(a + b); // 5
 8         System.out.println(a - b); // -1
 9         System.out.println(a * b); // 6
10         System.out.println(a / b); // 0
11         System.out.println(b % a); // 1
12         System.out.println(c % a); // 0
13         System.out.println(d % a); // 1.5999999999999996 浮點型取餘有舍入誤差,為整數部分取餘+小數部分
14         System.out.println(a++); // 2
15         System.out.println(a); // 3
16         System.out.println(++a); // 4
17         System.out.println(a); // 4
18         System.out.println(b--); // 3
19         System.out.println(b); // 1
20         System.out.println(--b); // 1
21         System.out.println(b); // 1
22     }
23 }

自增(++)自減(--)運算子是一種特殊的算術運算子,在算術運算子中需要兩個運算元來進行運算,而自增自減運算子是一個運算元。

在這裡用一個通俗的故事來解釋一下 a++ 和 ++a 的區別。

假設你今天發了這月工資 10 塊錢,準備晚上回去興沖沖地上交給老婆大人,在回去的路上你又撿了 1 塊錢,這時你就有 11 塊錢,如果你不打算把這 1 塊錢交工,你就揹著手把 1 塊錢藏在手裡,這時呈交給老婆大人的就是 10 塊錢,如果你大公無私,把 1 塊錢也雙手奉上,這時呈交給老婆大人的就是 11 塊錢。

關係運算符

下表為Java支援的關係運算符

表格中的例項整數變數A的值為10,變數B的值為20:

運算子描述例子
== 檢查如果兩個運算元的值是否相等,如果相等則條件為真。 (A == B)為假。
!= 檢查如果兩個運算元的值是否相等,如果值不相等則條件為真。 (A != B) 為真。
檢查左運算元的值是否大於右運算元的值,如果是那麼條件為真。 (A> B)為假。
檢查左運算元的值是否小於右運算元的值,如果是那麼條件為真。 (A <B)為真。
>= 檢查左運算元的值是否大於或等於右運算元的值,如果是那麼條件為真。 (A> = B)為假。
<= 檢查左運算元的值是否小於或等於右運算元的值,如果是那麼條件為真。 (A <= B)為真。
 1 public class HelloWorld {
 2     public static void main(String[] args) {
 3         int a = 2;
 4         int b = 3;
 5         System.out.println(a > b); // false
 6         System.out.println(a >= b); // false
 7         System.out.println(a < b); // true
 8         System.out.println(a <= b); // true
 9         System.out.println(a == b); // false
10         System.out.println(a != b); // true
11     }
12 }

位運算子

Java定義了位運算子,應用於整數型別(int),長整型(long),短整型(short),字元型(char),和位元組型(byte)等型別。

位運算子作用在所有的位上,並且按位運算。假設a = 60,b = 13;它們的二進位制格式表示將如下:

A = 0011 1100
B = 0000 1101
-----------------
A&b = 0000 1100
A | B = 0011 1101
A ^ B = 0011 0001
~A= 1100 0011

下表列出了位運算子的基本運算,假設整數變數A的值為60和變數B的值為13:

操作符描述例子
如果相對應位都是1,則結果為1,否則為0 (A&B),得到12,即0000 1100
| 如果相對應位都是0,則結果為0,否則為1 (A | B)得到61,即 0011 1101
^ 如果相對應位值相同,則結果為0,否則為1 (A ^ B)得到49,即 0011 0001
按位取反運算子翻轉運算元的每一位,即0變成1,1變成0。 (〜A)得到-61,即1100 0011
<<  按位左移運算子。左運算元按位左移右運算元指定的位數。 A << 2得到240,即 1111 0000
>>  按位右移運算子。左運算元按位右移右運算元指定的位數。 A >> 2得到15即 1111
>>>  按位右移補零操作符。左運算元的值按右運算元指定的位數右移,移動得到的空位以零填充。 A>>>2得到15即0000 1111

邏輯運算子

下表列出了邏輯運算子的基本運算,假設布林變數A為真,變數B為假

操作符描述例子
&& 稱為邏輯與運算子。當且僅當兩個運算元都為真,條件才為真。 (A && B)為假。
| | 稱為邏輯或操作符。如果任何兩個運算元任何一個為真,條件為真。 (A | | B)為真。
稱為邏輯非運算子。用來反轉運算元的邏輯狀態。如果條件為true,則邏輯非運算子將得到false。 !(A && B)為真。

 

1 public class HelloWorld {
2     public static void main(String[] args) {
3         boolean a = true;
4         boolean b = false;
5         System.out.println(a && b); // false
6         System.out.println(a || b); // true
7         System.out.println(!(a && b)); // true
8     }
9 }

賦值運算子

下面是Java語言支援的賦值運算子:

 

操作符描述例子
= 簡單的賦值運算子,將右運算元的值賦給左側運算元 C = A + B將把A + B得到的值賦給C
+ = 加和賦值操作符,它把左運算元和右運算元相加賦值給左運算元 C + = A等價於C = C + A
- = 減和賦值操作符,它把左運算元和右運算元相減賦值給左運算元 C - = A等價於C = C -
 A
* = 乘和賦值操作符,它把左運算元和右運算元相乘賦值給左運算元 C * = A等價於C = C * A
/ = 除和賦值操作符,它把左運算元和右運算元相除賦值給左運算元 C / = A等價於C = C / A
(%)= 取模和賦值操作符,它把左運算元和右運算元取模後賦值給左運算元 C%= A等價於C = C%A
<< = 左移位賦值運算子 C << = 2等價於C = C << 2
>> = 右移位賦值運算子 C >> = 2等價於C = C >> 2
&= 按位與賦值運算子 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

 

 1 public class HelloWorld {
 2     public static void main(String[] args) {
 3         int a = 10;
 4         int b = 20;
 5         int c = 0;
 6         c = a + b;
 7         System.out.println(c); // 30
 8         c += a;
 9         System.out.println(c); // 40
10         c -= a;
11         System.out.println(c); // 30
12         c *= a;
13         System.out.println(c); // 300
14         a = 10;
15         c = 15;
16         c /= a;
17         System.out.println(c); // 1
18         a = 10;
19         c = 15;
20         c %= a;
21         System.out.println(c); // 5
22         c <<= 2;
23         System.out.println(c); // 20
24         c >>= 2;
25         System.out.println(c); // 5
26         c >>= 2;
27         System.out.println(c); // 1
28         c &= a;
29         System.out.println(c); // 0
30         c ^= a;
31         System.out.println(c); // 10
32         c |= a;
33         System.out.println(c); // 10
34     }
35 }

條件運算子(?:)

條件運算子也被稱為三元運算子。該運算子有3個運算元,並且需要判斷布林表示式的值。該運算子的主要是決定哪個值應該賦值給變數。

variable x = (expression) ? value if true : value if false
 1 public class HelloWorld {
 2     public static void main(String[] args) {
 3         int a, b;
 4         a = 10;
 5         // 如果 a 等於 1 成立,則設定 b 為 20,否則為 30
 6         b = (a == 1) ? 20 : 30;
 7         System.out.println(b); // 30 
 8 
 9         // 如果 a 等於 10 成立,則設定 b 為 20,否則為 30
10         b = (a == 10) ? 20 : 30;
11         System.out.println(b); // 20
12     }
13 }

nstanceof 運算子

該運算子用於操作物件例項,檢查該物件是否是一個特定型別(類型別或介面型別)。

instanceof運算子使用格式如下:

( Object reference variable ) instanceof  (class/interface type)
1 public class HelloWorld {
2     public static void main(String[] args) {
3         String title = "hello world";
4         System.out.println(title instanceof String); // true 由於 title 是 String 型別,所以返回真
5     }
6 }

Java運算子優先順序

當多個運算子出現在一個表示式中,誰先誰後呢?這就涉及到運算子的優先級別的問題。在一個多運算子的表示式中,運算子優先順序不同會導致最後得出的結果差別甚大。

例如,(1+3)+(3+2)*2,這個表示式如果按加號最優先計算,答案就是 18,如果按照乘號最優先,答案則是 14。

再如,x = 7 + 3 * 2;這裡x得到13,而不是20,因為乘法運算子比加法運算子有較高的優先順序,所以先計算3 * 2得到6,然後再加7。

下表中具有最高優先順序的運算子在的表的最上面,最低優先順序的在表的底部。

類別操作符關聯性
字尾 () [] . (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