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又见面了！还记得小学学数学的时候，那是我第一次接触到运算符这一概念。当初，我自以为已经彻底了解它们，可如今，它们却在Java中展现出了不一样的面貌，不禁让我感到有些陌生。这些曾经最熟悉的符号如今却成了我最熟悉的陌生人。今天，让我们来重新认识一下这位“ 最熟悉” 的 “陌生人” 吧！

一、算术运算符

1、四则运算符

四则运算是指加、减、乘、除、取余这四种基本算术运算。在Java中，使用以下运算符进行四则运算：

• 加法运算符（+）：将两个数相加
• 减法运算符（-） ：将两个数相减
• 乘法运算符（*）：将两个数相乘
• 除法运算符（/） ：将两个数相除，结果为商
• 取余运算符 (%) ：求两个数相除后的余数

        int a = 20;int b = 10;System.out.println("a+b = " + (a + b));System.out.println("a-b = " + (a - b));System.out.println("a*b = " + (a * b));System.out.println("a/b = " + (a / b));System.out.println("a%b = " + (a % b));

四则运算符确实和小学数学的运算规则一样，但是这里还是有几点需要注意一下。

• 四则运算符都是二元运算符，使用时运算符必须要有左右两个操作数
• int / int 结果还是int类型，而且会向下取整

$3/2$在数学中应该是1.5，但是在Java中输出结果为1。这就是因为int / int 会向下取整，即小数点之后数全部都被舍弃掉了。

• 做除法和取模时，右操作数不能为0
  这个学过数学的都知道，因为在除法运算中，0不可以做除数。

• 取余运算符可以应用于整数和浮点数。当运算数都是整数时，结果也是整数，当运算数包含浮点数时，结果是浮点数。

• 两侧操作数类型不一致时，向更宽容的类型进行提升
  
  +的左侧是int，右侧是double，在加之前int被提升为double

更宽容的类型，指的是能够容纳更广范围取值的数据类型。它们通常具有更大的取值范围或更高的精度。

Java中的类型提升规则如下表所示：

操作数类型	提升为
byte	int
short	int
int	long
int	浮点类型
long	浮点类型
float	double

2、增量运算符

增量运算符操作完成后，会直接将操纵的结果赋值给左操作数。

int a = 1;
a += 2; // 相当于 a = a + 2
System.out.println(a); // 输出3
a -= 1; // 相当于 a = a - 1
System.out.println(a); // 输出2
a *= 3; // 相当于 a = a * 3
System.out.println(a); // 输出6
a /= 3; // 相当于 a = a / 3
System.out.println(a); // 输出2
a %= 3; // 相当于 a = a % 2
System.out.println(a); // 输出2

注意：只有变量才能使用该运算符，常量不能使用。

3、自增、自减运算符

自增运算符++：是给变量的值+1

自减运算符--：是给变量的值-1

前置递增 (++a)：在变量 a 前面使用 ++ 运算符。它的作用是先将变量的值加1，然后返回递增后的值。也就是说，表达式的值是递增后的结果。
后置递增 (a++)：在变量 a 后面使用 ++ 运算符。它的作用是先返回变量的当前值，然后再将变量的值加1。也就是说，表达式的值是递增前的结果。

注意：

• 如果单独使用，【前置++】和【后置++】没有任何区别
• --操作符给操作-1，与++含义类似。
• 如果混合使用，【前置++】先+1，然后使用变量+1之后的值，【后置++】先使用变量原来的值，表达式结束时给变量+1
• 只有变量才能使用自增/自减运算符，常量不能使用，因为常量不允许被修改

二、关系运算符

关系运算符主要有六个： == != ``< > <= >= ，其计算结果是 true 或者 false。

注意：在Java中 = 表示赋值，而非相等，==才是相等的含义。

int a = 10;
int b = 20;
System.out.println(a == b); // false
System.out.println(a != b); // true
System.out.println(a < b); // true
System.out.println(a > b); // false
System.out.println(a <= b); // true
System.out.println(a >= b); // false

是的，但是需要注意一点。当需要多次判断时，不能连着写，比如：$3<a<5$，Java程序与数学在这里是有区别的。那如果我想表示$3<a<5$，应该如何写呢？

三、关系运算符

1、逻辑与 &&

语法规则：表达式1 && 表达式2，左右表达式必须是boolean类型的结果。

回到上面的问题，既然在Java中不能连着写，那我想表示$3<a<5$，应该如何写呢？

我们分析一下$3<a<5$，这个表达式无非是想表示$a>3$并且$a<5$ 这两层意思。那我们就可以使用逻辑与运算符。a > 3 && a < 5因为只有两个表达式都为真，结果才是真，只要有一个是假，结果就是假。

表达式1	表达式2	结果
真	真	真
真	假	假
假	真	假
假	假	假

2、逻辑或||

语法规则：表达式1 || 表达式2，左右表达式必须是boolean类型的结果。

表达式1	表达式2	结果
真	真	真
真	假	真
假	真	真
假	假	假

3、逻辑非!

语法规则：! 表达式

真变假，假变真。

表达式	结果
真	假
假	真

int a = 1;
System.out.println(!(a == 1));
System.out.println(!(a != 1)); 

4、短路求值

&& 和 || 遵守短路求值的规则

System.out.println(10 > 20 && 10 / 0 == 0);
System.out.println(10 < 20 || 10 / 0 == 0); 

我们都知道, 计算 10 / 0 会导致程序抛出异常. 但是上面的代码却能正常运行, 说明 10 / 0 并没有真正被求值

注意:

• 对于 && ，如果左侧表达式值为 false， 则表达式结果一定是 false， 无需计算右侧表达式

• 对于 ||，如果左侧表达式值为 true， 则表达式结果一定是 true， 无需计算右侧表达式

• & 和 | 如果表达式结果为 boolean 时，也表示逻辑运算。但与 && || 相比，它们不支持短路求值

四、位运算符

先别着急晕，如果说前面的运算符都是最熟悉的陌生人，那么位运算符就是最陌生的陌生人，因为在我们学习编程之前，很少能接触到位运算。

在Java中，主要有四个位运算符：&、|、~和^，其中~是一元运算符，其他三个是二元运算符。这些运算符允许我们对比特位进行操作，以进行各种位级运算和操作。

比特bit是二进制位的简称，一个二进制包含的信息量称为一比特bit。比特bit是计算机内部数据存储的最小单位。

1、按位与 &

位与运算符（&）：将两个数的二进制表示的每一位进行逻辑与操作，只有当两个位都为1时，结果才为1。

int a = 10;
int b = 20;
System.out.println(a & b);

来猜猜这段代码的运行结果是什么。

没错！就是0，下面我来解释一下。进行按位运算前，需要先把10 和20 转成二进制, 分别为1010 和 10100

然后将两个数的二进制表示的每一位都进行与运行，只有当两个位都为1时，结果才为1。最后得到的结果就是0

2、按位或|

位或运算符（|）：将两个数的二进制表示的每一位进行逻辑或操作，只有当两个位都为0时，结果才为0。

int a = 10;
int b = 20;
System.out.println(a | b);

3、按位取反~

取反运算符（~）：将一个数的二进制表示的每一位取反，即0变为1，1变为0。

int a = 0xf;
System.out.printf("%x\n", ~a)

注意

• 0x 前缀的数字为 十六进制 数字，十六进制可以看成是二进制的简化表示方式。一个十六进制数字对应 4个二进制位

• 0xf 表示 10 进制的 15, 也就是二进制的 1111

• printf 能够格式化输出内容, %x 表示按照十六进制输出

• \n 表示换行符

4、按位异或^

位异或运算符（^）：将两个数的二进制表示的每一位进行逻辑异或操作，只有当两个位不同时，结果才为1。

int a = 0x1;
int b = 0x2;
System.out.printf("%x\n", a ^ b);

由于二进制的每一位只有0和1两个数，所以我们不妨列个表格。

a	b	a^b
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	0

不难发现，两个操作数，相同为0 不同为1。 我们也可也这样理解：异或运算就是无进位相加。

什么意思呢？用我们熟悉十进制的角度来看，比如我需要计算5+5，如果正常情况下，我们的计算结果应该是10，10拆开来看，10的个位数是0，十位数是1，可以理解为是两个个位数为5相加后进一的结果。如果不进位那就应该是00。当然十进制中并没有这种运算。

位运算在刚开始接触的时候，确实会感到非常麻烦。但是计算机是以二进制方式进行运算和存储的，你可以理解成计算机只认识二进制，其他进制最后都需要转化成二进制计算机才能认识。而位运算是可以直接在这些二进制位上进行操作，其重要性可想而知。

五、移位运算符

移位运算符有三个: << >> >>> ，都是二元运算符，且都是按照二进制比特位来运算

1、左移<<

左移运算符（<<）：将一个数的二进制表示向左移动指定的位数，左移后右边补0。

int a = 0x10;
System.out.printf("%x\n", a << 1);
// 运行结果(注意, 是按十六进制打印的)

注意：

• %x 是一个格式化字符串，用于在 printf 函数中以十六进制形式打印变量的值。
• 向左移位时，丢弃的是符号位，因此正数左移可能会编程负数

2、右移>>

右移运算符（>>）：将一个数的二进制表示向右移动指定的位数，右移后左边补符号位，即正数补0，负数补1。

int a = 0x10;
System.out.printf("%x\n", a >> 1);
int b = 0xffff0000;
System.out.printf("%x\n", b >> 1);
// 运行结果(注意, 是按十六进制打印的)

3、无符号右移 >>>

无符号右移运算符（>>>）：将一个数的二进制表示向右移动指定的位数，右移后左边补0，不考虑符号位。

int a = 0xffffffff;
System.out.printf("%x\n", a >>> 1);
// 运行结果(注意, 是按十六进制打印的)

注意：

• 左移 1 位, 相当于原数字 * 2。左移 N 位, 相当于原数字 * 2 的N次方

• 右移 1 位, 相当于原数字 / 2。右移 N 位, 相当于原数字 / 2 的N次方

• 由于计算机计算移位效率高于计算乘除，当某个代码正好乘除 2 的N次方的时候可以用移位运算代替

六、条件运算符

条件运算符只有一个：表达式1 ? 表达式2 : 表达式3
当 表达式1 的值为 true 时, 整个表达式的值为 表达式2 的值，当 表达式1 的值为 false 时, 整个表达式的值为 表达式3 的值。

// 求两个整数的最大值
int a = 10;
int b = 20;
int max = a > b ? a : b;

注意：

• 条件运算符能少用就少用，能不用就不用。

因为你写的代码不仅仅是给计算机看的，还要给人看。虽然条件运算符可以提供简洁和紧凑的代码。但是，过度使用条件运算符也会导致代码可读性和可维护性的下降。

七、运算符的优先级

在一条表达式中，各个运算符可以混合起来进行运算，但是运算符的优先级不同。

比如：* 和 / 的优先级要高于 +和 - ，有些情况下稍不注意，可能就会造成很大的麻烦。

// 求a和b的平均值
int a = 10;
int b = 20;
int c = a + (b - a) >> 1;
System.out.println(c);

上述表达式中，由于 + 的优先级要高于 >> , 因此a先和b-a的结果做加法，整体为20，最后再进行右移，因此结果为10。

Java运算符优先级表：

优先级	运算符
1	++, – (后缀)
2	+, - (一元正号和一元负号), ~, !
3	*, /, %
4	+, -
5	<<, >>, >>>
6	<, >, <=, >=, instanceof
7	==, !=
8	&, ^, |
9	&&
10	||
11	?:
12	=, +=, -=, *=, /=, %=, <<=, >>=, >>>=, &=, ^=, |=

不要害怕！这个表看看就得了，千万别背！虽然运算符之间是有优先级的，但是具体的规则我们不必记忆。只需要在可能存在歧义的代码中加上括号即可。

// 求a和b的平均值
int a = 10;
int b = 20;
int c = a + ((b - a) >> 1);
System.out.println(c);

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今天就说这么多啦！希望运算符这个最熟悉的陌生人从今以后能成为你最亲密的伙伴。我后续会持续更新其他Java内容，请保持关注。

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