3.1 什么是運算符

計算機的最基本的用途之一就是執行數學運算，比如+，<，就是運算符，即：對操作數進行操作時的符號，不同運算符操作的含義不同。
作為一門計算機語言，Java也提供了一套豐富的運算符來操縱變量。Java中運算符可分為以下：

• 算術運算符(+ - */)
• 關系運算符(< > ==)
• 邏輯運算符
• 位運算符
• 移位運算符以及條件運算符等。

3.2 算術運算符

3.2.1 基本四則運算符：加減乘除模(+ - * / %）

    public static void main1(String[] args) {
/*        int a = 20;int b = 10;System.out.println(a + b); // 30System.out.println(a - b); // 10System.out.println(a * b); // 200System.out.println(a / b); // 2System.out.println(a % b); // 0 --->模運算相當于數學中除法的余數//System.out.println(a/0); //做除法和取模時，右操作數不能為0*/int a = 3;int b = 2;// 在數學中應該是1.5 但是在Java中輸出結果為1 會向下取整，即小數點之后全部舍棄掉了System.out.println(a / b); // 1// 如果要得到數學中的結果，可以使用如下方式double d = a*1.0 / b; System.out.println(d);// 1.5//取決于操作數第一個數是否為正負//取決于操作數第一個數是否為正負System.out.println(7%3);//1System.out.println(7%-3);//1System.out.println(-7%3);//-1System.out.println(-7%3);//-1// +的左側是int，右側是double，在加之前int被提升為doubleSystem.out.println(1+0.2); //1.2System.out.println(11.5 % 2.0); //1.5}

注意：

• 都是二元運算符，使用時必須要有左右兩個操作數
• int / int 結果還是int類型，而且會向下取整
• 做除法和取模時，右操作數不能為0
• % 不僅可以對整型取模，也可以對double類型取模，但是沒有意義，一般都是對整型取模的
• 兩側操作數類型不一致時，向類型大的提升

3.2.2 增量運算符 += -= *= %=

該種類型運算符操作完成后，會將操縱的結果賦值給左操作數。

    public static void main2(String[] args) {int a= 1;a += 2;   // 相當于 a = a + 2System.out.println(a); //3long b = 10L;int i = 3;i += b;System.out.println(i);// 13//判斷不同類型+=是提升還是截斷byte b1 = 1;byte b2 = 127;b2 += b1;System.out.println(b2);//-128  截斷的}

注意：只有變量才能使用該運算符，常量不能使用。

3.2.3 自增/自減運算符++ –

++是給變量的值+1，–是給變量的值-1。

    public static void main3(String[] args) {int a = 1;a++; // 后置++ 表示給a的值加1，此時a的值為2System.out.println(a++); // 注意：后置++是先使用變量原來值，表示式結束時給變量+1，因此輸出2System.out.println(a); // 輸出3++a; // 前置++ 表示給a的值加1System.out.println(++a); // 注意：前置++是先給變量+1，然后使用變量中的值，因此輸出5System.out.println(a); // 輸出5// --操作符給操作-1，與++含義類似}

注意：

• 如果單獨使用，【前置++】和【后置++】沒有任何區別
• 如果混合使用，【前置++】先+1，然后使用變量+1之后的值，【后置++】先使用變量原來的值，表達式結束時給變量+1
• 只有變量才能使用自增/自減運算符，常量不能使用，因為常量不允許被修改

3.3 關系運算符

關系運算符主要有六個: == != < > <= >= ，其計算結果是 true 或者 false 。

    public static void main(String[] args) {//關系運算符int a = 10;int b = 20;// 注意：在Java中 = 表示賦值，要與數學中的含義區分// 在Java中 == 表示相等System.out.println(a == b); // falseSystem.out.println(a != b); // trueSystem.out.println(a < b); // trueSystem.out.println(a > b); // falseSystem.out.println(a <= b); // trueSystem.out.println(a >= b); // false}

注意：當需要多次判斷時，不能連著寫，比如：3 < a < 5，Java程序與數學中是有區別的

3.4邏輯運算符(重點)

邏輯運算符主要有三個: && || ! ，運算結果都是 boolean類型。

3.4.1 邏輯與 &&

語法規則：表達式1 && 表達式2，左右表達式必須是boolean類型的結果。
兩個表達式都為真，結果才是真，只要有一個是假，結果就是假。

    public static void main(String[] args) {int a = 1;int b = 2;System.out.println(a == 1 && b == 2); // 左為真 且 右為真 則結果為真System.out.println(a == 1 && b > 100); // 左為真 但 右為假 則結果為假System.out.println(a > 100 && b == 2); // 左為假 但 右為真 則結果為假System.out.println(a > 100 && b > 100); // 左為假 且 右為假 則結果為假}

3.4.2 邏輯 ||

語法規則：表達式1 || 表達式2，左右表達式必須是boolean類型的結果。
左右表達式至少一個為真，則為真。

    public static void main(String[] args) {int a = 1;int b = 2;System.out.println(a == 1 || b == 2); // 左為真 且 右為真 則結果為真System.out.println(a == 1 || b > 100); // 左為真 但 右為假 則結果也為真System.out.println(a > 100 || b == 2); // 左為假 但 右為真 則結果也為真System.out.println(a > 100 || b > 100); // 左為假 且 右為假 則結果為假}

3.4.3邏輯非 !

語法規則：! 表達式
真變假，假變真。

    public static void main(String[] args) {int a = 1;System.out.println(!(a == 1)); // a == 1 為true，取個非就是falseSystem.out.println(!(a != 1)); // a != 1 為false，取個非就是true}

3.4.4 短路求值

&& 和 || 遵守短路求值的規則.

    public static void main(String[] args) {System.out.println(10 > 20 && 10 / 0 == 0); // 打印 falseSystem.out.println(10 < 20 || 10 / 0 == 0); // 打印 trueSystem.out.println(10 > 20 & 10 / 0 == 0); // 程序拋出異常System.out.println(10 < 20 | 10 / 0 == 0); // 程序拋出異常}

注意：

• 對于 && , 如果左側表達式值為 false, 則表達式結果一定是 false, 無需計算右側表達式.
• 對于 ||, 如果左側表達式值為 true, 則表達式結果一定是 true, 無需計算右側表達式.
• & 和 | 如果表達式結果為 boolean 時, 也表示邏輯運算. 但與 && || 相比, 它們不支持短路求值.

3.5 位運算符

Java 中數據存儲的最小單位是字節，而數據操作的最小單位是比特位. 字節是最小的存儲單位，每個字節是由8個二進制比特位組成的，多個字節組合在一起可以表示各種不同的數據。
位運算符主要有四個: & | ~ ^ ，除~ 是一元運算符外，其余都是二元運算符。

位操作表示 ** 按二進制位運算**. 計算機中都是使用二進制來表示數據的(01構成的序列), 按位運算就是在按照二進制位的每一位依次進行計算。

3.5.1按位與 &

如果兩個二進制位都是 1, 則結果為 1, 否則結果為 0。

    public static void main(String[] args) {int a = 10;int b = 20;//a - 0000 1010//b - 0001 0100//& - 0000 0000 - 0System.out.println(a & b); // 0}

    a - 0000 1010b - 0001 0100& - 0000 0000 - 0

3.5.2 按位或 |

如果兩個二進制位都是 0, 則結果為 0, 否則結果為 1.

    public static void main(String[] args) {int a = 10;int b = 20;//a - 0000 1010//b - 0001 0100//| - 0001 1110 - 30System.out.println(a | b); //30}

    a - 0000 1010b - 0001 0100| - 0001 1110 - 30

注意：當 & 和 | 的操作數為整數(int, short, long, byte) 的時候, 表示按位運算, 當操作數為 boolean 的時候, 表示邏輯運算。

3.5.3 按位取反 ~

如果該位為 0 則轉為 1, 如果該位為 1 則轉為 0

    public static void main(String[] args) {int a = 0xf;System.out.printf("%x\n", ~a);//fffffff0}

注意

• 0x 前綴的數字為 十六進制 數字. 十六進制可以看成是二進制的簡化表示方式. 一個十六進制數字對應 4個二進制位.
• 0xf 表示 10 進制的 15, 也就是二進制的 1111
• printf 能夠格式化輸出內容, %x 表示按照十六進制輸出.
• \n 表示換行符

3.5.4 按位異或 ^

如果兩個數字的二進制位相同, 則結果為 0, 相異則結果為 1.

    public static void main(String[] args) {System.out.printf("%x\n", 6^6);// 0//6 - 0000 0110//6 - 0000 0110//^ - 0000 0000  //0System.out.printf("%x\n", 6^0);// 6//6 - 0000 0110//0 - 0000 0000//^ - 0000 0110 // 6}

    6 - 0000 01106 - 0000 0110^ - 0000 0000  - 06 - 0000 01100 - 0000 0000^ - 0000 0110 -  6

注意：

• n^n = 0 兩個數相同，異或的結果為0.
• n^0 = n 一個數異或0，結果為它本身。
• 1 ^ 3 ^ 6 ^ 3 ^ 1 = 6 ^ 0 = 6 運算符交換律

3.6 移位運算(了解)

移位運算符有三個: << >> >>> ，都是二元運算符，且都是按照二進制比特位來運算的。

3.6.1 左移 <<

最左側位不要了, 最右側補 0.
11左移1位，2位如下

    public static void main(String[] args) {int a = 11;System.out.printf("%x\n", a << 1); // 22System.out.printf("%x\n", a << 2); // 44// 運行結果(注意, 是按十六進制打印的)}

注意：向左移位時，丟棄的是符號位，因此正數左移可能會編程負數。

3.6.2 右移 >>

最右側位不要了, 最左側補符號位(正數補0, 負數補1)

    public static void main(String[] args) {int a = 11;System.out.printf("%x\n", a >> 1); // 5System.out.printf("%x\n", a >> 2); // 2// 運行結果(注意, 是按十六進制打印的)int b = 0xffff0000;System.out.printf("%x\n", b >> 1); //ffff8000// 運行結果(注意, 是按十六進制打印的)byte c = -1;System.out.println(c >> 1);  // 有符號右移-1}

3.6.3 無符號右移 >>>

最右側位不要了, 最左側補 0.

    public static void main(String[] args) {byte c = -1;System.out.println(c >> 1);  // 有符號右移-1System.out.println(c >>> 1); // 無符號右移2147483647}

注意：

1. 左移 1 位, 相當于原數字 * 2. 左移 N 位, 相當于原數字 * 2 的N次方.
2. 右移 1 位, 相當于原數字 / 2. 右移 N 位, 相當于原數字 / 2 的N次方.
3. 由于計算機計算移位效率高于計算乘除, 當某個代碼正好乘除 2 的N次方的時候可以用移位運算代替.
4. 移動負數位或者移位位數過大都沒有意義.

3.7 條件運算符

條件運算符只有一個:
表達式1 ? 表達式2 : 表達式3
當 表達式1 的值為 true 時, 整個表達式的值為 表達式2 的值;
當 表達式1 的值為 false 時, 整個表達式的值為 表達式3 的值.
也是 Java 中唯一的一個 三目運算符, 是條件判斷語句的簡化寫法.

    public static void main(String[] args) {// 求兩個整數的最大值int a = 10;int b = 20;int max = a > b ? a : b; // 20//表達式不能單獨存在，其產生的結果必須要被使用。//a > b ? a : b;  報錯//表達式2和表達式3的結果要是同類型的，除非能發生類型隱式類型轉換int c = 10;int d = 20;//int e = c > d? 1 : 2.0;  報錯}

3.8 運算符的優先級

在一條表達式中，各個運算符可以混合起來進行運算，但是運算符的優先級不同，比如：* 和 / 的優先級要高于 +和 - ，有些情況下稍不注意，可能就會造成很大的麻煩。

    public static void main(String[] args) {// 求a和b的平均值int a = 10;int b = 20;int c = a + (b - a) >> 1;//+ 的優先級要高于 >> , 因此a先和b-a的結果做加法，整體為20，最后再進行右移System.out.println(c); //10}

注意：運算符之間是有優先級的. 具體的規則我們不必記憶. 在可能存在歧義的代碼中加上括號即可.