一、运算符

在程序设计中经常要进行各种运算，从而达到改变变量值的目的。要实现运算，就要使用运算符。运算符是一种特殊的符号，用以表示数据的运算、赋值和比较等。

按照运算符功能来分，基本的运算符有下面几类：

算数运算符
赋值运算符
关系（比较）运算符
逻辑运算符
位运算符
条件（三元）运算符

1.1 算数运算符

主要用来进行算数运算。按照参与运算的操作数的个数，又可以分为一元算数运算符和二元算数运算符。

1.1.1 二元算数运算符

+ 加运算
- 表示两个操作数相加。a + b
- 减运算
- 表示两个操作数相减。a - b
* 乘运算
- 表示两个操作数相乘。a * b
/ 除运算
- 表示两个操作数相除。a / b
% 取模运算
- a % b表示 a 除以 b 的余数。

说明：

/ 除法运算
- 两个整数之间做除法运算时，只保留整数部分而舍弃小数部分。

int num1 = 12;
int num2 = 5;
int result1 = num1 / num2;
System.out.println(result1);  //2

int result2 = num1 / num2 * num2;
System.out.println(result2);  //10

double result3 = num1 / num2;
System.out.println(result3);  //2.0

double result4 = num1 / num2 + 0.0;
System.out.println(result4);  //2.0

double result5 = (num1 + 0.0) / num2;
System.out.println(result5);  //2.4

% 取模运算
- 在除法运算时，一般我们要的结果是商，而取模运算，要的结果是余数。
- 在有负整数参与运算时，结果的符号与被模数相同。

int num1 = 17;
int num2 = 5;
int result1 = num1 / num2;
int result2 = num1 % num2;
System.out.println(result1);  //3
System.out.println(result2);  //2

int m1 = 17;
int n1 = 5;
System.out.println("m1 % n1 =" + m1 % n1);
int m2 = -17;
int n2 = 5;
System.out.println("m2 % n2 =" + m2 % n2);
int m3 = 17;
int n3 = -5;
System.out.println("m3 % n3 =" + m3 % n3);
int m4 = -17;
int n4 = -5;
System.out.println("m4 % n4 =" + m4 % n4);

1.1.2 一元算数运算符

+ 正号
- 表示一个正数
- 负号
- 表示一个负数
++ 表示自增 1
- (前)++ 例如 ++a
- 先自增，然后参与运算
- (后)++ 例如 a++
- 先参与运算，然后自增
-- 表示自减 1
- (前)-- 例如 --a
- 先自减，然后参与运算
- (后)-- 例如 a--
- 先参与运算，然后自减

int a1 = 10;
int b1 = ++a1;
int a2 = 10;
int b2 = a2++;
System.out.println(a1 + "   " + b1);
System.out.println(a2 + "   " + b2);

注意：a = a + 1与a++ 或者 ++a的区别
自增、自减运算不会改变变量的数据类型。
自增、自减运算不能用于表达式，只能用于简单变量。

1
2
3

short s = 10;
s = s + 1;  //这里编译不通过
s++;  // s = 11

1.1.3 算数运算符使用练习

练习：说出下面代码的运行结果：

public class Exercise1 {

	public static void main(String[] args) {
		int i1 = 10;
		int i2 = 20;
		int i = i1++;
		System.out.println("i=" + i);
		System.out.println("i1=" + i1);
		i = ++i1;
		System.out.println("i=" + i);
		System.out.println("i1=" + i1);
		i = i2--;
		System.out.println("i=" + i);
		System.out.println("i2=" + i2);
		i = --i2;
		System.out.println("i=" + i);
		System.out.println("i2=" + i2);
	}

}
/* 结果
i=10
i1=11
i=12
i1=12
i=20
i2=19
i=18
i2=18
*/

练习：三位数的拆分，随意给出一个 100~999 的整数，打印显示它的个位数，十位数，百位数的值。

public class Exercise2 {
    public static void main(String[] args) {
		int num = 996;
      
        System.out.println("百位是" + num / 100);
        System.out.println("十位是" + (num / 10) % 10);
        System.out.println("个位是" + num % 10);
    }
}
/* 结果
百位是9
十位是9
个位是6
*/

1.2、赋值运算符

1.2.1、基本赋值运算符

赋值运算使用=作为运算符。表示将表达式的值赋给一个变量或者对象。其格式为：
变量或者对象 = 表达式;

当赋值运算符两侧数据类型不一致时，需要按类型转换规则使用自动类型转换或者强制类型转换。
支持连续赋值。如a=b=c=8;

1.2.2、扩展赋值运算符

在赋值符=前面加上其他运算符，即构成扩展赋值运算符。常用的有：

+=
- a += b等效于a = a + b
-=
- a -= b等效于a = a - b
*=
- a *= b等效于a = a * b
/=
- a /= b等效于a = a / b
%=
- a %= b等效于a = a % b

扩展赋值运算符不会改变操作数的类型：

short s = 10;
s = s + 2;  //编译不通过
s += 2;
System.out.println(s);  //12

开发中如果希望变量实现 +1 的操作，有几种方法？
方式一：num = num + 1;
方式二：num += 1;
方式三：num++;（推荐）

1.2.3、赋值运算练习

练习一：下面的代码中，语句一与语句二有什么区别？

1
2
3

short s = 3;
s = s + 2; //语句一
s += 2;  //语句二

s+=2可以等价成s = s + 2。

练习二：下面代码的输出结果是什么？

    int i = 1;
    i *= 0.1;
    System.out.println(i);
    i++;
    System.out.println(i);
/* 结果
0
1
*/

i为int类型，乘以0.1后会被强制转换。

练习三：下面代码的输出结果是什么？

    int m = 2;
    int n = 3;
    n *= m++;
    System.out.println("m=" + m);
    System.out.println("n=" + n);
/* 结果
m=3
n=6
*/

练习四：下面代码的输出结果是什么？

    int n = 10;
    n += (n++) + (++n);
    System.out.println(n);
/* 结果
32
*/

++n是先加后赋值；n++ 是先赋值后加。

1.3、关系（比较）运算符

关系运算符用于比较两个值之间的大小，结果返回 boolean 型的值 true 或 false

> 大于
>= 小于或等于
< 小于
<= 小于或等于
== 等于
!= 不等于

注意：区分 == 和 = 的区别。

1.4、逻辑运算符

只有布尔类型的数据才能进行逻辑运算。

关系型运算与逻辑运算的区别：
关系运算的结果是逻辑型，对操作数的类型没有限制
逻辑运算的操作数和结果都是逻辑型

Java 中的逻辑运算符：

逻辑与两个操作数均为 true，结果才为 true
- &
- &&
逻辑或两个操作数均为 false，结果才为 false
- |
- ||
逻辑非对操作数取反
- !
逻辑异或两个操作数不同，结果才为 true
- ^

&和&&的区别：

相同点：二者运算的结果相同
相同点：当符号左侧的运算结果为 true 时，它们都会执行符号右侧的运算
不同点：当符号左侧的运算结果为 false 时，虽然已经能够确定运算的结果一定为 false，&仍然会执行符号右侧的运算，但&&不再执行
实际开发中，一般使用的都是&&

参考以下的代码，体会&和&&的区别：

int i = 1;
boolean b1 = (i == 3) & (++i > 0);
System.out.println(b1 + "   " + i);
boolean b2 = (i == 3) && (++i > 0);
System.out.println(b2 + "   " + i);

|和||的区别：

相同点：二者运算的结果相同
相同点：当符号左侧的运算结果为 false 时，它们都会执行符号右侧的运算
不同点：当符号左侧的结果为 true 时，虽然已经能够确定运算的结果一定为 true，\仍然会执行符号右侧的运算，但||不再执行
实际开发中，一般使用的都是||

参考以下的代码，体会|和||的区别：

//代码段1
int i = 1;
boolean b1 = (i == 2) | (++i > 0);
System.out.println(b1 + "   " + i);
boolean b2 = (i == 2) || (++i > 0);
System.out.println(b2 + "   " + i);


//代码段2
int i = 1;
boolean b2 = (i == 2) || (++i > 0);
System.out.println(b2 + "   " + i);
boolean b1 = (i == 2) | (++i > 0);
System.out.println(b1 + "   " + i);

1.5、位运算符

实际开发工作中基本用不到，有兴趣的同学可以自行查找资料学习原码、反码和补码的内容后自行学习。

1.6、条件（三元）运算符

该运算符的格式：条件表达式 ? 表达式1 : 表达式2
说明：
- 条件表达式的结果为 boolean 类型
- 条件表达式的结果为 true，则执行表达式 1。条件表达式的结果为 false，则执行表达式 2
- 表达式 1 和表达式 2 的值的类型可以不同，但要求可以相容
- 表达式 1 和表达式 2 也可以是三元运算符。即三元运算符是可以嵌套的。
凡是可以使用三元运算符的地方都可以改写为 if-else。反之，不成立。
如果既可以使用三元运算符，也可以使用 if-else，那么优先选择三元运算符。原因：代码更简洁、运行效率更高。

练习：获取两个整数当中的较大值。

int m = 10;
int n = 100;

//将条件表达式用括号括起来可以提高代码的可读性
int max = (m > n) ? m : n;
System.out.println(max);

思考：使用条件运算符求三个整数当中的较大值。

1.7、运算符的优先级

一般而言，单目运算符优先级较高，赋值运算符优先级较低。算术运算符优先级较高，关系和逻辑运算符优先级较低。多数运算符具有左结合性，单目运算符、三目运算符、赋值运算符具有右结合性。

Java 语言中运算符的优先级共分为 14 级，其中 1 级最高，14 级最低。在同一个表达式中运算符优先级高的先执行。下图列出了所有的运算符的优先级以及结合性。

优先级

源代码就是一份文档，源代码的可读性比代码运行效率更重要。

不要把一个表达式写得过于复杂，如果一个表达式过于复杂，则把它分成几步来完成。
不要过多地依赖运算符的优先级来控制表达式的执行顺序，这样可读性太差，尽量使用()来控制表达式的执行顺序。

//下面代码的可读性非常差，不建议这样写代码
int a = 5;
int b = 4;
int c = a++ - --b * ++a / b-- >> 2 % a--;

//执行结果和上面的代码一致，但可读性好很多
int a = 5;
int b = 4;
int c = (a++ - (--b * ++a / b--)) >> (2 % a--);

//执行的结果和上面的代码一致，可读性更好
int temp1 = (a++) - (--b) * (++a) / (b--);
int temp2 = 2 % (a--);
int c = temp1 >> temp2;