重拾Java（2）-运算符

Java提供了丰富的运算符，可以将之分为四种：算术运算符、位运算符、关系运算符、逻辑运算符

一、算术运算符

算术运算符的操作对象必须是数值类型，不能为boolean类型使用算术运算符，但是可以为char类型使用算术运算符。因为在Java中，char类型在本质上是int的子集。

运算符 含义 + 加法（也是一元加号） - 减法（也是一元减号） * 乘法 / 除法 % 求模 ++ 自增 - - 自减 += 加并赋值 -= 减并赋值 *= 乘并赋值 /= 除并赋值 %= 求模并赋值

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二、位运算符

Java定义了几个位运算符，可用于整数类型——long，int，short，char和byte。

运算符 含义 ~ 按位一元取反 & 按位与 | 按位或 ^ 按位异或 >> 右移 >>> 右移零填充 << 左移 &= 按位与并赋值 |= 按位或并赋值 ^= 按位异或并赋值 >>= 右移并赋值 >>>= 右移零填充并赋值 <<= 左移并赋值

在Java中，所有整数类型都由宽度可变的二进制数字表示，除char类型外都是有符号整数，这意味着它们即可表示正数，也可以表示负数。
Java中使用“2的补码”进行编码，即负数的表示方法为：首先反转数值中的所有位（1变为0，0变为1），然后再将结果加1。例如，-42的表示方法为：通过反转42中的所有位（00101010），得到11010101，然后再加1，得到11010110，即-42。
为了解码负数，首先反转所有位，然后加1。例如，反转-42（11010110），得到00101001，即41，再加一则得到42。

2.1、位逻辑运算符

位逻辑运算符包括&、|、^和~。
运算规则如下表所示

A B A|B A&B A^B ~A 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0

2.2、左移

左移运算符“<<”可以将数值中的所有位向左移动指定的次数，格式为：

value << num

num指定了将value中的值向左移动的次数，对于高阶位，每次左移都被移出并丢失，右边的位用0补充。这意味着左移int类型操作数时，如果某些位一旦超出31位，那么这些位将丢失。如果操作数是long类型，那么超出位63的位会丢失。
当左移byte和short型数据时，Java的自动类型提升会导致意外的结果。当对表达式进行求值时，byte和short型数值会被提升为int类型，且表达式的结果也是int型。
这意味着对byte和short型数值进行左移操作的结果为int型，若移动的位数不超出位31，则移动的位不会丢失。此外，当将负的byte和short型数值提升为int型时，会进行符号扩展，因此高阶位将使用1填充。
例如，如果左移byte型数值，会先将该数值提升为int型，然后左移。这意味着如果想要的结果是移位后的byte型数值，就必须丢弃结果的前三个字节，可以通过将结果强制转换为byte类型来完成位数截取。
举个例子：

    public static void main(String[] args) {        public static void main(String[] args) {        //0011 1100        byte a = 60;        // a首先被提升为int类型，即（0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011 1100）        // 左移两位，结果为（0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111 0000），即240        int i = a << 2;        // 先左移两位，结果为（0000 0000 0000 0000 0000 0011 1100 0000）        // 舍弃前三个字节，得到（1100 0000），即-64        byte b = (byte) (i << 2);        System.out.println("i等于:" + i);        System.out.println("b等于:" + b);    }    }

输出结果是：

i等于:240b等于:-64

因为每次左移都相当于将原始值乘2，所以可以将之作为乘法的搞笑替代方法。但是如果将二进制1移进高阶位，结果将会变成负数。

2.2、右移

右移的规则与左移类似，实例代码如下：

    public static void main(String[] args) {        //0011 1100        byte a = 60;          // a首先被提升为int类型，即（0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011 1100）        // 右移两位，结果为（0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111），即15        int i = a >> 2;        // 先右移两位，结果为（0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011）        // 舍弃前三个字节，得到（0000 0011），即3        byte b = (byte) (i >> 2);        System.out.println("i等于:" + i);        System.out.println("b等于:" + b);    }

i等于:15b等于:3

每次右移一位，相当于将该值除以2，并舍弃所有余数。可以利用这一特性实现高效的除法操作。

当进行右移操作时，右移后的顶部（最左边）位使用右移前顶部为使用的值填充，这称为符号扩展。当对负数进行右移操作时，该特性可以保留负数的符号。

    public static void main(String[] args) {        byte a=(byte) 0b11111000;        System.out.println("a等于："+a);        int b=a>>1;        System.out.println("b等于："+b);    }

a等于：-8b等于：-4

2.3、无符号右移

每次移位时，“>>”运算符自动使用原来的内容填充高阶位，这个特性可以保持数值的正负性。但是，有时候对那些非数值的内容进行移位操作，并不关心高阶位初始值是多少，只希望用0来填充高阶位，这就是无符号右移。
为了完成无符号右移，需要使用Java的无符号右移运算符“>>>”，该运算符总是将0移进高阶位。

    public static void main(String[] args) {        //二进制表示（11111111 11111111 11111111 11111111）        int a=-1;        System.out.println(a);        //右移二十四位（00000000 00000000 00000000 11111111）        a=a>>>24;        //输出结果是 255        System.out.println(a);     }

三、关系运算符

关系运算符用于判定一个操作数与另一个操作数之间的关系。

运算符 结果 == 等于 != 不等于 > 大于 < 小于 >= 大于等于 <= 小于等于

四、逻辑运算符

关系运算符用于判定一个操作数与另一个操作数之间的关系。

运算符 结果 & 逻辑与 | 逻辑或 ^ 逻辑异或 || 短路或 && 短路与 ! 逻辑一元非 &= 逻辑与并赋值 |= 逻辑或并赋值 ^= 逻辑异或并赋值 == 等于 != 不等于 ?: 三元运算符