《Java從入門到失業》第三章：基礎語法及基本程序結構（3.7）：運算符（自增自減、關係運算、邏輯運算、條件運算、位運算、賦值運算、類型轉換）

• 2020 年 8 月 31 日
• 筆記
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3.7運算符

3.7.2自增自減運算符

       在程序中，變量的加1、減1操作是經常會碰到的。Java和其他語言一樣，給我們提供了自增、自減運算符來方便的完成這些操作。「++」表示自增，「–」表示自減。我們看一個例子：

int a = 3;  
a++;  
System.out.println(a);// 結果是4  
int b = 8;  
b--;  
System.out.println(b);// 結果是7  

自增自減運算符會改變變量的值，因此它們的操作數不能是數值。例如5++就是一條非法的語句。另外這2個運算符還有另外一種形式，就是放在操作數的前面，我們看一個例子：

int a = 3;  
++a;  
System.out.println(a);// 結果是4  
int b = 8;  
--b;  
System.out.println(b);// 結果是7 

另外，我們還可以把變量和自增自減運算符當做一個整體，參與到賦值語句或者是運算表達式中。例如：

int a1 = 3;  
int b = a1++;  
int a2 = 3;  
int c = ++a2;  
int a3 = 3;  
int d = a3++ * 5;  
int a4 = 3;  
int e = ++a4 * 5;  
System.out.println(b);// 結果是3  
System.out.println(c);// 結果是4  
System.out.println(d);// 結果是15  
System.out.println(e);// 結果是20  

我們可以看到，無論是賦值語句，還是運算表達式，當++在操作數後面的時候，都是先賦值或先參與運算，然後再自己增加1。當++在操作數前面的時候，都是先自己增加1，再賦值或參與運算。對於自減也是一樣。可以總結一個規律：運算符在前面時先起作用，運算符在後面時後起作用。

　　這裡有一個小笑話，我們都知道C++語言，這門語言把++運算符用到語言命名上了，本意是C語言的擴展。但是根據運算法則，運算符在後面後起作用，因此反對C++的程序員說我們使用的它的時候還沒起作用呢，應該命名為++C才對。

3.7.3關係運算符

　　前面的運算符對應數學中的加減乘除取余等運算，關係運算符對應的是比較2個數的關係，關係有等於、不等於、大於、大於等於、小於和小於等於。列表如下：

使用和結果都很簡單，沒什麼可講的。

3.7.4邏輯運算符

       邏輯運算包括3個：邏輯與、邏輯或、邏輯非，對應的運算符和說明如下：

例如：

boolean a = true;  
boolean b = false;  
boolean c = a && b;// 結果是false  
boolean d = a || b;// 結果是true  
boolean e = !a;// 結果是false

需要注意的是，邏輯與和邏輯或都是採用「短路」的方式進行運算的。就是某一個表示的結果已經能夠確定整個運算表達式的結果的時候，剩下的表達式就不用再進行計算了。

例如：

int a = 5;  
boolean b = (a < 4) && (a++ < 10);// a<4結果是false，整個表達式結果就是false，因此a++不會運算，a的值依然是5  
  
int c = 5;  
boolean d = (c < 6) || (c++ < 10);// c<6結果是true，整個表達式結果就是true，因此a++不會運算，c的值依然是5

3.7.5條件運算符

　　條件運算符也被稱為三元運算符。該運算符有3個操作數，並且需要判斷布爾表達式的值。該運算符的主要是決定哪個值應該賦值給變量，表達式為：

condition ? expression₁ : expression₂

當條件condition為真時，計算expression₁並返回，否則計算expression₂並返回。

例如：

int a = 5;  
int b = 10;  
int c = 20;  
int d = a < b ? c + a : c + b;// a<b結果是true，因此d=c+a=25

3.7.6位運算符

       在Java中，處理整型數值時，可以直接對數值的二進制的各個位進行操作，我們先列一個表，然後再進行例子演示：

我們看一個例子：

int a = 55; // 二進制為 0011 0111  
int b = 18; // 二進制為 0001 0010  
int c = a & b;// 結果二進制為 0001 0010，18  
int d = a | b;// 結果二進制為 0011 0111，55  
int e = a ^ b;// 結果二進制為0010 0101，37  
int f = ~a;// 結果二進制為 1100 1000，-56  
int g = a << 2;// 結果二進制為 1101 1100，220  
int h = a >> 2;// 結果二進制為 0000 1101，13  
int i = a >>> 2;// 結果二進制為 0000 1101，13 

對於按位與&運算，有個小技巧，就是可以快速判斷一個整數m的二進制從右往左數第n位是否為1，判斷方法為看m&2^n-1的值，值為0，則第n位為0，值為2^n-1，則第n為為1。

對於<<運算，要注意幾點：

1. 對byte、short、char型進行左移運算，移位之前，它們會自動轉換為int
2. 右側的參數，需要進行模32運算，其實就是保證右側的參數小於32（當左側是long，則模64，保證右側的參數小於64），因為左移超過32沒有意義。
3. 因為右側參數不可能超過32（64），所以其實符號位是不變的。
4. 左移n位，其實相當於乘以2ⁿ（由十進制轉二進制公式可以得出）

例如：

20的二進制補碼：0001 0100，左移兩位後：0101 0000，結果是80　　

-20的二進制補碼：1110 1100，左移兩位後：1011 0000，結果是-80

對於>>運算，需要注意幾點：

1. 右移是帶符號移動的，即如果是正數，高位補0，如果負數，高位補1
2. 右移n位，相當於除以2ⁿ取整

例如：

20的二進制補碼：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0100

右移兩位後：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101，結果是5

-20的二進制補碼：1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 1100

右移兩位後：1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1011，結果是-5

對於>>>運算，需要注意幾點：

1. 右移是不帶符號的，即不管正負，高位都補0

例如：

20的二進制補碼：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0100

右移兩位後：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101，結果是5

-20的二進制補碼：1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 1100

右移兩位後：0011 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1011，結果是1073741819

 3.7.7賦值運算符

       Java還支持把一些二元運算符和賦值符號聯合起來使用，我們把它們稱為賦值運算符，歸結如下：

3.7.8運算優先級

       Java可以在一個表達式中進行多個運算，這就涉及到運算符優先級問題了。下表按優先級從高到底給出運算符的排序（排在一行的優先級相同）：

是不是看着頭都大了？筆者也頭大，筆者強烈不推薦在一個表達式中使用多個運算符，可讀性太差了。

3.7.9數值類型轉換

       在程序的運行過程中，經常會碰到一種數值轉換為另一種數值類型。有時候是程序自動轉換的，有時候是我們用代碼顯性轉換的。下圖列出了數值類型轉換的過程：

需要注意的是，對於int轉float、long轉float，long轉double，是可能會丟失精度的。例如：

int n = 123456789;  
float f = n;// n包含的位數比float多，結果f為1.23456792E8

3.7.9.1自動類型轉換

       自動類型轉換經常發生在2個不同類型操作數進行二元操作時。例如：

int n = 123;  
float f = 456.3f;  
float ff = n + f;// 自動將n轉換為float，然後相加，結果是579.3  

對於這種自動轉換，遵循如下規則：

• 如果兩個操作數中有一個double，則另一個會轉換為double。
• 否則如果有一個操作數是float，另一個會轉換為float。
• 否則如果有一個操作數是long，另一個會轉換為long。
• 否則兩個操作數都被轉換為int。

3.7.9.2強制類型轉換

       上面我們知道了自動類型轉換，有時候我們想把double轉換為int，可以嗎？Java中是允許這種數值轉換的，方法就是用強制類型轉換，但是會丟失精度。強制類型轉換的格式為：

(type)value

type是最終想要的類型，value是被強制轉換的原數值，例如：

float f = 456.3f;  
int nf = (int) f;// 截斷小數部分，結果是456

需要注意的是，如果將一個數值從一種類型轉換為另一種類型，但是又超出目標類型的範圍，結果就會無法預料。例如把300轉換為byte類型：

byte b = (byte) 300;// 結果是44