第三章.操作符

导语：

• 在最底层，Java中的数据是通过使用操作符来操作的。

1.Java操作符的定义

• 操作符接受一个或多个参数，并生成一个新的值，可能是boolean。+、-、*、/、和赋值号（=）的用法与其他编程语言相同。
• 几乎所有的操作符都只能操作基本类型。
• 例外的操作符是“=”、“==”、“！=”，这些操作符能操作所有的对象
• String 类支持“+”和+=’。

2.优先级

• 当一个表达式中存在多个操作符时，操作符的优先级就决定了各部分的计算顺序。
• 顺序：先乘除后加减。
• 可以有括号改变其优先级，括号内执行完，再执行操作符，括号明确规定了计算顺序。
  

  int x = 1, y = 2, z = 3;int a = x + y/2+z;int b = (x + y)/(2 + z);

• 当编译器观察到一个String后面紧跟一个“+”，而这个“+”后面紧跟这一个非String类型的元素是，就会尝试着将这个非String类型的元素转换为String类型
• “+”有时也做字符串连接符。

3.赋值

• 赋值使用操作符“=”。意思是“取右边的值”，把它赋值给左边。
• 右边可以是任何常数、变量或表达式，只要它生成一个同左边类型相同的值就行。
• 但左值必须是一个明确的、已命名的变量。也就是说必须有一个物理空间可以存储等号右边的值。
  如 a = 4;
• 常数不能作为左值
  如不能 ： 4 = a;
  这是不合法的。
• 对基本类型赋值是简单的。基本类型存储的是实际的数值（它占用一定的物理空间），而并非指向一个对象的引用。
  所以在赋值的时候，是直接将内容从一个地方复制到了另一个地方，如a=b,b的内容赋给了a,但a改变b不会受到影响。
• 在为对象赋值的时候，情况发生了变化。
  如果将“一个对象赋值给另一个对象”，实际上试将“引用”从一个地方复制到另一个地方。
  c=b,c若改变，改变的是对象，b和c指向同一个对象，b所持有的是a改变了的对象，反之亦然。
• 一个对象若没有了引用，那么他迟早会被垃圾回收器回收。

4.算数操作符

• java的算数操作符包括，+、-、*、/、以及取模操作符（%，他从整数除法中产生余数）。整数除法会直接去掉结果的小数位，而不是四舍五入。
• 随机数产生（Random）:
  
  1. 如果在创建过程中没有传递任何参数，那么Java就会将当前时间作为随机数生成器种子，并由此在程序每一次执行时都产生不同的输出。
  2. 通过在创建Random对象时提供种子，用于随机数生成器的初始化值，随机数生成器对于特定的种子值总是产生相同的随机数序列。
     就可以在每一次执行程序时产生相同的随机数。
• 一元加、减操作符：只有一个参数参与。如 x = -a;编译器自动识别为 x = a*-1; 一元减号用于转变数据的符号。

5.自动递增和递减

• 前缀式：表示“++”或“--”操作符位于变量或表达式的前面；会先计算，再生成值。
• 后缀式：表示“++”或“--”操作符位于变量或表达式的后面；会先生成值，再计算。
  

  int i = 0;System.out.println(""+i++);//先输出i，再加1System.out.println(""+ ++i);//i先加1，再输出

6.关系操作符

• 关系操作符生成的是一个boolean结果，它们计算的是操作数的值之间的关系。如果真，生成true,如果假，生成false。
• 关系操作符有小于（<）、大于（>）、小于等于（<=）、大于等于（>=）、等于（==）以及不等于（！=）

1. 关系操作符==和！=也适用于所有的对象。

7.== 和 equals()

• ==号比较的是地址，即对象的存储空间、内存地址。
• equals()比较的是对象的内容是否相同。
• equals()默认比较的是引用，大多数java类库实现了equals()方法，以便用来比较对象的内容，而非比较对象的引用，但是我们自己写的类是默认的equals()，所以还是比较的引用。
  

  Integer i1 = new Integer(11);Integer i2 = new Integer(11);//java类库中的类，实现了equals()方法，比较内容，输出trueSystem.out.println(i1.equals(i2));Test t1 = new Test();Test t2 = new Test();//自己的类，没有实现equals()方法，比较的是引用，输出的是falseSystem.out.println(t1.equals(t2));

  
  

8.逻辑操作符

• 逻辑操作符“与”（&&）、“或”（||）、“非”（！）能够根据参数的逻辑关系，生成一个布尔值（true或false）
• “与”、“或”、"非"操作只能应用于布尔值。不可将一个非布尔值在逻辑表达式中应用，如 0||1 这样是错误的。
• 逻辑操作符： 短路。即如果能够准确无误的确定整个表达式，就不在进行表达式余下的部分了。
  如 s = 1,int i = 2, s>0||i>0,这样后面的i>0就不会执行了，或，只要一个成立就行。
• 所有的逻辑表达式都有一部分不必计算，那将获得潜在的性能提升。

9.直接常量

• 直接常量后面的后辍字符标志了它的类型。如 float f = 3.0F,后面的F代表float型,当然F可以小写。
• 十六进制适用于所有的整数数据类型，以前缀 0x或0X，后面跟随0-9或小写（或大写）的a-f来表示。
• 如果将一个变量初始化成超出自身表示范围的值，编译器都会报错。
• 八进制数由前缀0以及后续的0~7的数字来表示。

10.指数计数法

• e代表自然对数的基数，约等于2.718。
• 在java中看到像1.39e-43f ，它真正的含义是1.39*10(-43)。float f4 = 1e-43f;编译器通常会将指数作为双精度数来处理。所以如果后面没有f就会报错。

11.三元操作符

• 三元操作符也称为条件操作符，他有三个操作数。
  表达式 boolean-exp ? value0 : value1,如果问号前面的boolean值时真（true）,则返回value0否则 返回 value1
• 三元操作符就是为了体现高效率编程的。

12.字符串操作符 + 和 +=

• 字符串操作符 ，顾名思义，连接不同的字符串。
• 如果表达式以一个字符串起头，那么后续所有操作数都必须是字符串类型。 编译器会把双引号内的字符序列自动转成字符串。

13.类型转换操作符

• 在适当的时候，java会将一种数据类型自动转换成另一种。
• 类型转换允许我们显示的进行这种类型的转换，或者在不能自动转换的时候强制进行类型转换。
• 大转小【大的赋予小的】，需要进行强制类型转换（大转小会丢失数据），小转大，自动转换，不需要进行强制类型转换。
  如

  float f = 1.1f;double d = 3.0f;d = f;f = (float) d;

• 对象可以在其所属类型的类族之间可以相互进行类型转换。如“橡树”可以转型为“树”，反之亦然。但不能把它转型成类族以外的，如“岩石”。
  

  List<String> list ;ArrayList<String> arrayList = null;LinkedList<String> linkedList;list = arrayList;arrayList = (ArrayList<String>) list;

  
  
  

14.截尾和舍入

• 如将float或double转型成整数是，总是对该数字执行结尾，即将小数点后的截去，也就是向后取整，而不是四舍五入。
  要想得到舍入的结果，使用Math中的round()方法。

15.提升

• 表达式出现的最大的数据类型决定了表达式的最终结果的数据类型，
  如将一个float值与一个double值想成，结果就是double

16.java中没有sizeof

• c 和c++中sizeof函数获取数据项分配的字节数。然而java不需要，因为 java中所有数据类型在所有机器中的大小是相同的。
  

17.按位操作符

了解按位操作符前请先了解 进制之间的转换http://blog.csdn.net/sinat_32955803/article/details/52155175

• 按位操作符用来操作整数基本数据类型中的单个“比特（bit）”，即二进制位。按位操作符会对两个参数中对应的位执行布尔代数运算，并最终生成一个结果。
• 按位操作符来源于C语言面向底层的操作，这种操作经常直接操纵硬件，设置硬件寄存器内的二进制位。

1. 如果两个输入位都是1，则按位“与”操作符（&）生成一个输出位1；否则生成一个输出位0；
2. 如果两个输入位只有一个是1，则按位“或”操作符（|）生成一个输出位1；只有在两个输入位都是0的情况下，它才会生成一个输出位0.
3. 如果输入位的某一个是1，但不全都是1，那么按位“异或”（^）生成一个输出位1.
4. 按位“非”（~），取反操作符，它属于一元操作符（也就是一个数操作），只对一个操作数操作。按位“非”生成与输入相反的值——若输入0，则输出1,；若输入1，则输出0。

• 按位操作符可与等号（=）联合使用，以便合并运算和赋值，&=、|=、^=都是合法的，但由于“~”是一元操作符，所以不能与=联用。
• 可以将boolean值作为一种但比特对待，可以对它执行按位“与”、“或”、和按位“异或”运算，但不能执行按位“非”（大概是为了避免与逻辑NOT(!)混淆）
• 对于boolean值，按位操作符具有与逻辑操作符相同的效果，只是它们不会中途“短路”，也就是说会一直判断下去。
  
• 具体操作请看http://www.cnblogs.com/dongpo888/archive/2011/07/13/2105001.html
  

18.移位操作符

• 移位操作符操作的运算对象也是二进制的“位”。移位操作符只可用来处理整数类型。

1. 左移位操作符（<<）能够按照操作符右侧指定的位数将操作符左边的操作数向左移动（最高位移出，在低位补0）。
   当左移的运算数是int 类型时，每移动1位它的第31位就要被移出并且丢弃；
   当左移的运算数是long 类型时，每移动1位它的第63位就要被移出并且丢弃。
   当左移的运算数是byte 和short类型时，将自动把这些类型扩大为 int 型。
   数学意义
   在数字没有溢出的前提下，对于正数和负数，左移一位都相当于乘以2的1次方，左移n位就相当于乘以2的n次方
   eg:3 <<2(3为int型)下面所有都是以int为例
   1）把3转换为二进制数字0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011，
   2）把该数字高位(左侧)的两个零移出，其他的数字都朝左平移2位，
   3）在低位(右侧)的两个空位补零。则得到的最终结果是0000 0000 0000 0000 0000 0000 00001100，
   转换为十进制是12。
   当移动的位数超过该类型的最大位数时：这种情况比较特殊
   当移出的位数/32余数为0时，移位的数字又会还原回来,归零，重新进行移位，
   比如3移位32位（3>>32），还是3，移位64位还是3，当移位65位(3>>33)或33位时，又会按照以前的规则移位了，移动33位就相当于左移了一位
   负数的移位和正数的移位相同，高位移出，低位补0.
   如：-2<<2
   11111111111111111111111111111110
   11111111111111111111111111111000 -8
   

   当移动的位数是负数时如 1<<-1;有一个简单的方法就是32+-1 = 31，所以移动-1位就和移动31位是一样的，当移动的负数超过32时如-33，其实就和上面正数超过32位一样，一切又还原啦，
   移动33位相当于移动-1位，相当于移动了32+-1=31位：
   原理：i<<-1和i<<31 的结果一样
   1 “-1”表示成补码是1111 ....11 1111 ，31是 0000  ...0011 1111,，他们的后六位是一样的。
   2 Interger的移位运算只注意后6位，看注释
        Note also that rotation by any multiple of 32 is a no-op, so all but the last five bits of the rotation distance can be ignored, even if the distance is negative:
   总结：将负数写为补码，这个数的低6位便是其真正移位的数字。
   

1. “有符号”右移位操作符（>>）则按照操作符右侧指定的位数将操作符左边的操作数向右移动。
   “有符号”右移位操作符使用“符号扩展”：若符号为正，则在高位插入0，若符号为负，则在高位插入1.，以下均已int型为例
   运算规则：按二进制形式把所有的数字向右移动对应的位数，低位移出（舍弃），高位的空位补符号位，即正数补零，负数补1.
   例如5>>2=1，则是将数字5右移2位
   　　计算过程：5的二进制形式为：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101，然后把低位的最后两个数字移出，因为该数字是正数，所以在
       高位补零。则得到的最终结果是0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001.转换为十进制是1.
       数学意义：右移一位相当于除2，右移n位相当于除以2的n次方（不能整除的用取整）。
       例如-5>>2=-2 则是将数字-5右移2位   
       计算过程：

      -5的二进制形式：1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101

            转换成补码：1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1011

          移位高位补1：1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110

         再转换成原码：1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010

          得到结果-2

   移出的位数超过类型的最大位数和右移位数为负数【3>>-2】的情况。和左移操作符相同，超出则还原。
   
   
2. java中增加了一种“无符号”右移位操作符（>>>）,它使用“零扩展”，无论正负，都在高位插入0。特殊情况和上面两种相同

• 如果对char、byte、或者short类型的数值进行移位处理，那么在移位进行之前，他们会被转成int类型，并且得到的结果也是一个int类型的值。
  只有数值右端的低5位才有用，这样可以防止移位超过int型值所具有的位数，【2的5次方是32，int只有32位】
  一个long类型的数值进行处理，最后得到的结果也是long。此时只会用到右端的低6位防止long类型具有的位数
• “移位”可与“等号”（<<=  >>=或>>>=）组合使用。此时操作符左边的值会移动有右边的值指定的位数，再将得到的结果附给左边的变量。
  在进行“无符号”右移位结合赋值操作时，可能会遇到一个问题，如果对byte或short值进行这样的移位运算，得到的可能不是正确的结果。
• 他们会先转换成int类型，再进行右移操作，然后被截断，赋值给原来的类型，在这种情况下可能得到-1的结果。