2.4　运算符

对数据进行加工的过程称为运算，表示各种不同运算的符号称为运算符。Java提供丰富的运算符，如赋值运算符、算术运算符、关系运算符等。本节向读者介绍这些运算符。

2.4.1　赋值运算符

赋值运算符以符号“=”表示，它是一个二元运算符（对两个操作数作处理），其功能是将右方操作数所含的值赋给左方的操作数。例如如下代码。

  int a = 100;

该表达式是将100赋值给变量a。左方的操作数必须是一个变量，而右边的操作数则可以是任何表达式，包括变量。

2.4.2　算术运算符

Java算术运算符主要有+（加）、-（减）、*（乘）、/（除）、%（求余）。它们都是二元运算符。另外，还有一些单目运算符，如++（自增）和--（自减）运算符。Java运算符的功能及使用方式如表2-4所示。需要说明的是，表中的变量a为整型变量。

Java算术运算符的优先级如表2-5所示。

在算术运算符中比较难于理解的是“++”和“--”运算符，下面对这两个运算符较为详细地介绍。

自增和自减运算是两个快捷运算符（常称作“自动递增”和“自动递减”运算）。其中，自减操作符是“--”，意为“减少一个单位”；自增操作符是“++”，意为“增加一个单位”。例如，a是一个int变量，则表达式++a等价于a=a+1。递增和递减操作符不仅改变变量，并且以变量的值作为生成的结果。

这两个操作符各有两种使用方式，通常称为“前缀式”和“后缀式”。“前缀递增”指++操作符位于变量的前面；而“后缀递增”指++操作符位于变量的后面。“前缀递减”指--操作符位于变量的前面；而“后缀递减”指--操作符位于变量的后面。

对于前缀递增和前缀递减（如++a或--a），会先执行运算，再生成值。而对于后缀递增和后缀递减（如a++或a--），是先生成值，再执行运算。下面是一个有关“++”运算符的例子。

【例2-9】++运算符在程序中的使用。

  public class AutoInc {
      public static void main(String[] args) {
           int i = 1;
           int j = 1;
           System.out.println("i后缀递增的值= " + (i++)); //后缀递增
           System.out.println("j前缀递增的值= " + (++j)); //前缀递增
           System.out.println("最终i的值 =" + i);
           System.out.println("最终j的值 =" + j);
      }
  }

程序执行结果如图2-2所示。

从运行结果中可以看到，放在变量前面的自增运算符，先将变量的值加1，然后再使该变量参与其他运算。放在变量后面的自增运算符，先使变量先参与其他运算，然后再将该变量加1。

2.4.3　关系运算符

关系运算实际上就是“比较运算”。将两个值进行比较，判断比较的结果是否符合给定的条件。如果符合则表达式的结果为true，否则为false。

Java关系运算符都是二元运算符。由Java关系运算符组成的关系表达式的计算结果为逻辑值。具体的关系运算符及其说明见表2-6所示。

【例2-10】使用比较运算符对变量进行比较，并将运算后的结果输出。

  public class Compare {
　　　　　　
      public static void main(String[] args) {
           int x = 21;
           int y = 100;
           //依次将变量x与变量y的比较结果输出
           System.out.println("x >y返回值为："+ (x > y));
           System.out.println("x <y返回值为："+ (x < y));
           System.out.println("x==y返回值为："+ (x== y));
           System.out.println("x!=y返回值为："+ (x != y));
           System.out.println("x>=y返回值为："+ (x >= y));
           System.out.println("x<=y返回值为："+ (x <= y));
      }
  }

程序执行结果如图2-3所示。

2.4.4　逻辑运算符

Java语言逻辑运算符有三个，分别是&&（逻辑与）、||（逻辑或）、!（逻辑非），其中前两个是双目运算符，第三个为单目运算符。具体的运算规则如表2-7所示。

【例2-11】逻辑运算符在程序中的应用。

  public class CLoperation {
      public static void main(String[] args){
           boolean a = true;
           boolean b = false;
           System.out.println("a && b = " + (a && b));
           System.out.println("a || b = " + (a || b));
           System.out.println("!(a && b) = " + !(a && b));
      }
  }

程序执行结果如图2-4所示。

特别地，当使用逻辑与运算符时，在两个操作数都为true时，结果才为true。但是当得到第一个操作数为false时，其结果就必定是false，这时候就不会再判断第二个操作数。这称作短路逻辑运算符，如例2-12。

【例2-12】短路逻辑运算符的应用。

  public class LuoJi {
      public static void main(String[] args) {
           int a = 5;//定义一个变量；
           boolean b = (a<4)&&(a++<10);
           System.out.println("使用短路逻辑运算符的结果为"+b);
           System.out.println("a的结果为"+a);
      }
  }

执行结果如图2-5所示。

该程序使用到了短路逻辑运算符(&&)，首先判断a<4的结果为false，则b的结果必定是false，不再执行第二个操作a++<10的判断，所以a的值为5。

2.4.5　位运算符

位运算符用来对二进制的位进行操作，其操作数的类型是整数类型以及字符类型，运算结果是整型数据。

整型数据在内存中以二进制的形式表示，如int型变量7的二进制表示是00000000 00000000 00000000 00000111。其中，左边最高位是符号位，最高位是0表示正数，若为1则表示负数。负数采用补码表示，如-8的二进制表示为111111111 111111111 1111111 11111000。

了解了整型数据在内存中的表示形式后，开始学习位运算符。

1．“按位与”运算符（&）

“按位与”运算符“&”为双目运算符，其运算法则是将参与运算的数转换成二进制数，然后低位对齐，高位不足补零，如果对应的二进制位都是1，则结果为1，否则结果为0。

使用按位与运算符的示例如下。

  int a = 3;    //0000 0011
  int b = 5;    //0000 0101
  int c = a&b;  //0000 0001

按照按位与运算的计算规则，3&5的结果是1。

2．“按位或”运算符（|）

“按位或”运算符“|”为双目运算符。“按位或”运算的运算法则是将参与运算的数转换成二进制数，然后低位对齐，高位不足补零，如果对应的二进制位只要有一个为1，则结果为1，否则结果为0。

使用按位或运算符的示例如下。

  int a = 3;    //0000 0011
  int b = 5;    //0000 0101
  int c = a|b;   //0000 0111

按照按位或运算的计算规则，3|5的结果是7。

3．“按位异或”运算符（^）

“按位异或”运算符“^”为双目运算符。“按位异或”运算的运算法则是将参与运算的数转换成二进制数，然后低位对齐，高位不足补零，如果对应的二进制位相同，则结果为0，否则结果为1。

使用按位异或运算符的示例如下。

  int a = 3;    //0000 0011
  int b = 5;    //0000 0101
  int c = a^b;  //0000 0110

按照按位异或运算的计算规则，3^5的结果是6。

4．“按位取反”运算符（~）

“按位取反”运算符“~”为单目运算符。“按位取反”运算的运算法则：先将参与运算的数转换成二进制数，然后把各位的1改为0，0改为1。

使用按位取反运算符的示例如下。

  int a = 3;    //0000 0011
  int b = ~ a;  //0000 1100

按照按位取反运算的计算规则，~3的结果是-4。

5．“右移位”运算符（>>）

“右移位”运算符“>>”为双目运算符。“右移位”运算的运算法则：先将参与运算的数转换成二进制数，然后所有位置的数统一向右移动对应的位数，低位移出（舍弃），高位补符号位（正数补0，负数补1）。

使用右移位运算符的示例如下。

  int a = 3;     //0000 0011
  int b = a>>1;  //0000 0001

按照右移位运算的计算规则，3 >>1的结果是1。

6．“左移位”运算符（<<）

“左移位”运算符“<<”为双目运算符。“左移位”运算的运算法则：先将参与运算的数转换成二进制数，然后所有位置的数统一向左移动对应的位数，高位移出（舍弃），低位的空位补0。

使用左移位运算符的示例如下。

  int a = 3;     //0000 0011
  int b = a<<1;  //0000 0110

按照左移位运算的计算规则，3 <<1的结果是6。

7．“无符号右移位”运算符（>>>）

“无符号右移位”运算符“>>>”为双目运算符。“无符号右移位”运算的运算法则：先将参与运算的数转换成二进制数，然后所有位置的数统一向右移动对应的位数，低位移出（舍弃），高位补0。

使用无符号右移位运算符的示例如下。

  int a = 3;      //0000 0011
  int b = a>>>1;  //0000 0001

按照无符号右移位运算的计算规则，3 >>>1的结果是1。

【例2-13】位运算符的使用。

  public class BitOperation {
      public static void main(String[] args) {
           int i = 3;
           int j = 5;
           System.out.println("i&j的值为：" + (i&j));
           System.out.println("i|j的值为：" + (i|j));
           System.out.println("i^j的值为：" + (i^j));
           System.out.println("~i的值为：" + (~i));
           System.out.println("i>>1的值为：" + (i>>1));
           System.out.println("i<<1的值为：" + (i<<1));
      }
  }

程序执行结果如图2-6所示。

2.4.6　条件运算符

条件运算符“? :”需要三个操作数，所以又被称为三元运算符。条件运算符的语法规则如下。

  <布尔表达式> ? value1:value2

如果“布尔表达式”的结果为true，返回value1的值。如果“布尔表达式”的结果为false，则返回value2的值。

使用条件运算符的示例如下。

  int a = 3;
  int b = 5;
  int c = (a > b)? 1:2;

按照条件运算符的计算规则，执行后c的值为2。

2.4.7　运算符的优先级与结合性

当多个运算符出现在一个表达式中，谁先谁后呢？这就涉及运算符的优先级的问题。

Java语言规定了运算符的优先级与结合性。在表达式求值时，先按照运算符的优先级由高到低的次序执行。例如，算术运算符中的乘、除运算优先于加、减运算。

对于同优先级的运算符要按照它们的结合性来决定。运算符的结合性决定它们是从左到右计算（左结合性）还是从右到左计算（右结合性）。左结合性很好理解，因为大部分的运算符都是从左到右来计算的。需要注意的是右结合性的运算符，主要有3类：赋值运算符（如“=”、“+=”等）、一元运算符（如“++”、“！”等）和三元运算符（即条件运算符）。表2-8列出各运算符优先级的排列与结合性，请读者参考。

因为括号优先级最高，所以不论任何时候，当无法确定某种计算的执行次序时，可以使用加括号的方法来明确指定运算的顺序。这样不容易出错，同时也是提高程序可读性的一个重要方法。 SZ3GSEnVBAAe7iKP0qTqg7Zw/j0yocNPDwWGUGhirwCwS48XCue1uocrUxdOMpNN