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2023年4月19日发(作者：六级阅读分值)java中的幂运算符号_JavaSE【运算符篇】
1. 定义
运算符是⽤来指明对于操作数(运算符左右两侧的数或者变量)的运算⽅式。
2. 分类⽅式i. 按照操作数数⽬分类。
ii. 按照功能分类。
按照运算符操作数的数⽬来进⾏分类可以分为：单⽬、双⽬、三⽬运算符。如：[1] a++，++是单⽬运算符，a是操作数。
[2] a+b，+是双⽬运算符，a和b是操作数。
[3] (a>b) ? a : b，? : 是三⽬运算符，a和b是操作数。
按照运算符的功能来进⾏分类可以分为：赋值、算术、关系、逻辑、条件、位运算符。
根据操作数来分类不便于记忆，因此我们⼀般按照运算符的功能来进⾏分类。
3. 赋值运算符
=、+=(递增)、-=(递减)、*=(倍增)、/=、%=
赋值运算符将=号右边的内值存⼊到=号左边的变量空间中去。除了赋值符号=外的都是复合型赋值符号。如：[1] var = value; 意思就是把
value的值赋值给var变量。
[2] x+=10; 相当于 x = x + 10;
以下代码会输出什么？
public static void main(String[] args) {
byte x = 1;
x = x + 2;
n(x);
}
编译不通过！这⾥⾸先在变量空间x中取出其内容，然后从常量区复制⼀份2，执⾏加法运算，最后将结果重新存储到变量空间x内。注意，
这⾥的变量空间x是⼀个byte类型的数据1，即只有8个bit位，⽽常量区中的整型常量默认是int类型，这⾥是int类型的常量2，即有32bit
位，然后通过算术运算符+时会⾃动将8bit位的数据1提升为32bit位的数据1，然后再进⾏+运算，最后再将32bit位的结果，即int类型的数
据3赋值给变量空间x，因为变量空间x存储的内容是byte类型，所以会报损失的错误。因此只需将最后的运算结果通过强制类型转换即可解
决这个问题。
public static void main(String[] args) {
byte x = 1;
x = (byte) (x + 2);
n(x);
}
那么为什么byte x = 1;能⾃动将int类型的1转化为byte类型的1，⽽x = x + 2;不能将int类型的3转化为byte类型的3呢？
因为byte x = 1;的1是⼀个常量值，JVM虚拟机编译的时候认识这是⼀个int类型的1，所以能进⾏⾃动类型转换，⽽x = x + 2;，JVM虚拟
机编译的时候不认识x + 2是什么，只知道是⼀个表达式，所以没有进⾏⾃动类型转换，即表达式x + 2的值是多少就直接赋值到=号的左
边，所以会报损失错误。剩下的赋值运算符类似。
⽽+=是⼀个整体，所以可以进⾏⾃动类型转换。

public static void main(String[] args) {
byte x = 1;
x += 2;
n(x);
}
总结：在进⾏运算符操作时，⾃动类型转化的前提是⼀个已经确定数据类型的变量，才能进⾏⾃动类型转换。
4. 算术运算符
+、-、*、/、%(取余)、++(⾃增)、--(⾃减)
注意事项：[1] / 在java中表⽰整除，整数和整数运算得到的⼀定是整数；只要有⼩数参与整除/得到的⼀定是⼩数。
[2] / 中被除数不能为0。
[3] % 取余(求模)，模谁就不会超过谁！ e.g : 5 % 2 结果是1
[4] ++/--在前，先+1/-1，后运算。
[5] ++/--在后，先运算，后+1/-1。
--需求：给变量x加1有多少种⽅式?[1] X = x + 1;
[2] x++;
[3] ++x;
这三种⽅式在内存中的执⾏过程是⼀样，⽽++表现形式更加的简洁
--需求:把12345s 转化成_时_分_秒
public static void main(String[] args){
int val = 12345;
int h = val / 3600;
int m = val % 3600 / 60;
int s = val % 60;
n(h + \":\" + m + \":\" + s);
}
i++/i--
i先参与运算，运算完成i⾃加/⾃减1。
public static void main(String[] args) {
// [1] int a = 10;
int b = a++;
n(\"a = \" + a); // 11 n(\"b = \" + b); // 10
// [2] int c = 10;
c++;
n(\"c = \" + c); // 11

// [3] int d = 10;
int e = d++ + d++;
n(\"d = \" + d); // 12 n(\"e = \" + e); // 21}
++i/--i
i在参与运算前就⾃加/⾃减1。
public static void main(String[] args) {
// [1] int a = 10;
int b = ++a;
n(\"a = \" + a); // 11 n(\"b = \" + b); // 11
// [2] int c = 10;
++c;
n(\"c = \" + c); // 11
// [3] int d = 10;
int e = ++d + ++d;
n(\"d = \" + d); // 12 n(\"e = \" + e); // 23}
如果是按照++在操作数前，先执⾏++，++在操作数后，后执⾏++，这种思维那么下⾯的代码会输出什么?
public static void main(String[] args) {
int a = 1;
a = a++;
n(\"a = \" + a);
}
会输出1，在计算机底层中，算术运算的优先级是⾼于赋值运算的，先计算，后赋值。所以，变量想要做值交换(值计算)的时候，会产⽣⼀
个临时的副本空间(备份)，如果++在变量的前⾯，先⾃增后备份，如果++在变量的后⾯，先备份后⾃增，最后才会将副本空间中内的值赋
值另⼀个变量。通过这种理解，可以很好的对上⾯的代码进⾏⼀个理解。(任何赋值情况都会开辟⼀个临时的副本空间，如果++在前那么就
先⾃增在开辟，如果++在后那么先开辟再⾃增，最后再将开辟的副本空间中的值赋值赋值运算符左侧的变量空间)。
内存图：
如果理解算术和赋值运算的关系，那么下⾯的笔试题就⾮常好理解了。
public static void main(String[] args) {
int a = 1;
for (in金匮要略原文 t i = 1; i <= 100; i++) {
a = a++;
}
n(\"a = \" + a);
}

注意，在java中不允许定义相同的变量空间，因为变量空间是存储在栈内存中的，⽽且有且只有⼀份，因此不能定义数据类型和变量空间名
相同的变量。
5. 关系运算符
>、>=、
其中instanceof ⽤于判断⼀个对象对应的类是否能顺着继承链往上找到这个类，返回值为boolean，即true/false，⽤法：对象
instanceof 类。
public static void main(String[] args) {
Person person = new Person();
Student student = new Student();
n(person instanceof Person);
n(person instanceof Student);
}
这⾥Student继承Person类。
⼩数不能⽤于关系运算符的⽐较，因为⼩数的精确程度不准确，如0.1不等于1.0 / 10;
public static void main(String[] args) {
n(0.1 == (1 / 10));
}
=和==的区别？
=赋值符号，将=右侧的结果(原始值/引⽤值)存⼊=左侧的变量空间内。
==⽐较符号，⽐较==左侧和==右侧结果(原始值/引⽤值)是否⼀致。
⽐较运算符的最终结果是什么？
因为⽐较只有两种情况，即true或者false，所以使⽤布尔型boolean来表⽰。因为布尔类型不能和其他基本数据类型进⾏转换，因此只有
true和false⽽没有0和1。
6. 逻辑运算符
& 逻辑与、| 逻辑或、^ 逻辑异或、! 逻辑⾮、&& 短路与、|| 短路或
逻辑运算符⽤于罗列⼀堆条件的满⾜情况，是满⾜所有还是满⾜其中⼀个还是⼀个都不满⾜等等之类的问题，逻辑运算符前后连接的是两个
boolean值。其中只有逻辑⾮是⼀个单⽬运算符，逻辑⾮只能在后⾯接⼀个判定表达式。
关系和逻辑运算符的区别？关系运算符只能⽤于⼀个条件的判定。
⽽逻辑运算符既能⽤于⼀个条件也能⽤于多个条件的判定。
逻辑与&，可以理解为中⽂的和或者并且的意思，只有逻辑与&前后两个条件必须同时满⾜，即boolean值都是true，最终才为true。理解
为：⽼师需要张三和李四来⼀趟。
public static void main(String[] args) {
boolean b1 = (3 > 2) & (3 > 4);
n(b1);
boolean b2 = (3 > 2) & (3 > 1);
n(b2);

}
逻辑或|，可以理解为中⽂或者的意思，逻辑或|前后的两个条件只要有⼀个满⾜，最终就为true。理解为：⽼师让张三或者李四来⼀趟。
public static void main(String[] args) {
boolean b1 = (3 > 2) | (3 > 4);
n(b1);
boolean b2 = (3 > 5) | (3 > 4);
n(b2);
}
逻辑异或^，异就是不同的意思，所以如果前后两个表达式的结果不⼀致，就为true，即⼀侧为true，⼀侧为false时逻辑异或^的结果才为
true，否则就为false，即两侧都是true或者两侧都是false时逻辑异或^的结果为false。
public static void main(String[] args) {
boolean b1 = (3 > 2) ^ (3 > 4);
n(b1);
boolean b2 = (3 > 5) ^ (3 > 4);
n(b2);
boolean b3 = (3 > 1) ^ (3 > 2);
n(b3);
}
逻辑⾮!，是⼀个单⽬运算符，⾮!是取反的意思，可以理解为中⽂的不，会将后⾯的表达式的boolean的值取反，即true取反为false，false
取反为true。
public static void main(String[] args) {
boolean b1 = !(3 > 2);
n(b1);
boolean b2 = !(3 > 4);
n(b2);
}
短路与&&，与是两个条件同时满⾜，如果当第⼀个条件已经为false，最终肯定是false。i. 什么情况下发挥发⽣短路？当前⾯的boolean值
结果为false的时候会发⽣短路。
ii. 到底短路的是什么？短路的是短路与&&之后所有计算的过程。
iii. 如果发⽣了短路情况，性能会⽐&稍微好⼀点，因为少判断⼀些表达式的boolean值。
iv. 逻辑与&和短路与&&从执⾏的最终结果来看没有任何区别。
v. 短路与&&不⼀定提⾼了性能，只有当第⼀个表⽰的boolean值为false的时候才会发⽣短路，即才会提⾼性能。
public static void main(String[] args) {
int a = 10;
int b = 20;

int c = 30;
boolean r2 = (a > b) && (++c > b);
n(\"r2 = \" + r2);
n(\"c = \" + c);
}
短路或||，当第⼀个表达式的boolean值为true时，就终⽌判断了，直接返回true，当第⼀个表达式的boolean值为false时，就直接返回第
⼆个表达式的boolean值。短路或相对逻辑或在在效率上会有⼀点优势，但不是绝对的，前提条件是第⼀个表达式的boolean值为true。
public static void main(Strin经典高干文质量高的 g[] args) {
int a = 10;
int b = 20;
int c = 30;
boolean r2 = (a < b) || (++c > b);
n(\"r2 = \" + r2);
n古诗《鹿柴》的意思及原文 (\"c = \" + c);
}
7. 条件运算符
语法：(条件表达式) ? (表达式1) : (表达式2)
如果条件表达式的值为true，整个表达式的结果取表达式1的结果，否则取表达式2的结果。
public static void main(String[] args) {
int a = 10;
int b = 20;
int c = (a > b) ? a : b;
n(\"c = \" + c);
}
8. 位运算符
按位与&、按位或|、按位异或^、按位取反~、按位左位移<>、⽆符号按位右位移>>>
位运算符主要对⼆进制位进⾏运算。
按位与(&)
public static void main(String[] args) {
n(1 & 2);
}
运算过程：⾸先将1和2转换为⼆进制表⽰，随后，⽐较相同位置上的bit，如果同1才1，否则为0，最后将得到的⼆进制再转换为⼗进制输
出。0001
& 0010
-----------------

0000 => 0
按位或(|)
public static void main(String[] args) {
n(1 | 2);
}
运算过程：⾸先将1和2转换为⼆进制表⽰，随后，⽐较相同位置上的bit，如果有1就为1，全0才为0，最后将得到的⼆进制再转换为⼗进
制输出。0001
| 0010
-----------
0011 => 3
按位异或(^)
public static void main(String[] args) {
n(1 ^ 2);
}
运算过程：⾸先将1和2转换为⼆进制表⽰，随后，⽐较相同位置上的bit，如果相同就为0，不同才为1，最后将得到的⼆进制再转换为⼗进
制输出。0001
^ 0010
----------------
0011 => 3
按位左位移<<
<< n 表⽰⼆进制数左移n位，空位补0，保留符号位。1 << 1 ====> 2
0001 << 1 ====> 0010
按位右位移>>
>>n 表⽰⼆进制数右移n位，空位补0，保留符号位。2 >> 1 ====> 1
0010 >> 1 ====> 0001
⽆符号按位右位移>>
>>n 表⽰⼆进制数右移n位，空位补0，不保留保留符号位。
--需求：计算2*8的结果
计算机中的乘法运算和我们数学中的乘法运算是类似的，不同的是将2和8换算成⼆进制再进⾏数学乘法运算。
最后再换成成⼗进制数输⼊，即16。这种乘法算法效率是很复杂，即效率⽐较低。
其实乘法可以使⽤左位移，因为左位移就相关于端午节的ppt课件当于乘以2的位移次幂。所以这⾥的2*8可以使⽤2<<3来计算，⽽且位移运算没有进⾏任何算术
运算，只是将⼆进制串整体进⾏位置挪动，效率是⽐计算机乘法运算要⾼的。除法(右位移)类似。
public static void main(String[] args) {
n(2 << 3);
}

要想使⽤位移运算来替代原始乘法运算，乘数必须是2的次幂，即1、2、4、8、16....2^n。
如2 * 5。
public static void main(String[] args) {
n(5 << 1);
}
只要有⼀个乘数是2的次幂即可，如果两个乘数都不是2的次幂，那么只能使⽤底层乘法运算进⾏计算。
因此，在进⾏乘除法运算的时候，优先考虑使⽤位移运算。
9.运算符的优先级
实际开发过程中，表达式有可能是多种运算符混合运算，此时要搞清楚运算符的优先级。
总结：=优先级最低，()优先级最⾼想让谁先计算就加()。
10. 字符串连接符
+ 两边的表达式如果都是数值型(类似数值型)，表⽰加法操作；如果+两边的表达式有⼀个为字符串，+就会把另外⼀个操作数转为字符串后
连接第⼀个操作数。
11. 总结
java运算符：[1] 按照操作数的数⽬分类：单⽬、双⽬、三⽬运算。
[2] 按照运算符的功能分类：赋值、算术、关系、逻辑、条件、位运算。
[3] 按照功能分类记忆会⽐较容易。
赋值运算符：[1] 赋值运算符有：=、+=(递增)、-=(递减)、*=(倍增)、/=、%=。
[2] 赋值运算符将=号右边的内值存⼊到=号左边的变量空间中去。
算术运算符：[1] 算术运算符有：+、-、*、/、%、++、--。
[2] / 在java中表⽰整除，整数和整数运算得到的⼀定是整数；只要有⼩数参与整除/得到的⼀定是⼩数。
[3] / 中被除数不能为0。
[4] % 取余(求模)，模谁就不会超过谁！ e.g : 5 % 2 结果是1
[5] ++/--在前，先+1/-1，后运算。
[6] ++/--在后，先运算，后+1/-1。
关系运算符：[1] 关系运算符有：>、>=、
[2] 关系运算符⽤于⽐较⼤⼩关系，以及是否是某个类的⼦类。
[3] ⼩数不能⽤于关系运算符的⽐较，因为⼩数的精确程度不准确，如0.1不等于1.0 / 10。
逻辑运算符：[1] 逻辑运算符有：逻辑与&、逻辑或|、逻辑⾮!、逻辑异或^、短路与&&、短路或||。
[2] 逻辑与&和短路与&&都需要两侧表达式的boolean值全为true最终结果才为true，不同之处在于判断的范围。
[3] 逻辑与&会判断所有表达式的boolean值，⽽短路与&&，当第⼀个表达式的boolean值为false时，就终⽌判断后续表达式的boolean
值，所以短路与&&在效率上会⽐逻辑与&有⼀些优势，但不是绝对的，前提条件是第⼀个表达式的boolean值为false.
[4] 逻辑或|和短路或||都是只需⼀则表达式的boolean值为true最终结果就为true，不同之处在于判断的范围。
[5] 逻辑或|会判断所有表达式的boolean值，⽽短路或||，当第⼀个表达式的boolean值为true时，就终⽌判断后续表达式的boolean值，
所以短路或||在效率上会⽐逻辑或|有⼀些优势，但不是绝对的，前提条件时第竟夕起相思全诗⼀个表达式的boolean值为true。

[6] 逻辑异或^，当两侧表达式的boolean值不同时最终结果才为true，若两侧表达式的boolean值都相同最终结果为false。
[7] 逻辑⾮!，会将表达式的boolean值取反，即由true变为false，由false变为true。
位运算：[1] 位运算符有：按位与&、按位或|、按位异或^、按位取反~，按位左位移<>、⽆符号按位右位移>>>。
[2] 位运算是对⼆进制数计算的。
[3] 按位与&，⾸先将按位与&两侧的⼗进制数转化为⼆进制数，接着对应位置进⾏判断，同为1才为1，否则为0，最后将得到的⼆进制串
再转化为⼗进制数输出。
[4] 按位或|，⾸先将按位或|两侧的⼗进制数转化为⼆进制数，接着对应位置进⾏判断，只要有1即为1，全为0才为0，最后将得到的⼆进制
串转化为⼗进制数输出。
[5] 按位异或^，⾸先将按位异或^两侧的⼗进制数转化为⼆进制数，接着对应位置进⾏判断，只有当⼀侧为0，另⼀侧为1时才为1，否则为
0，最后将得到的⼆进制串转化为⼗进制数生于忧患死于安乐意思输出。
[6] 按位取反~，按位取反~需要⽤到原码、反码和补码的知识。
[7] 按位左位移<
[8] 按位右位移>>，⾸先将⼗进制数转化为⼆进制数，然后右位移，如按位右位移2位，那么就右位移两次，并且⾼位右0填充，直接抛弃低
位，相当于在原⼗进制数的基础上除以2的位移位置次幂，注意符号位是保留的，即最左的bit位是不变的，并且移动的位数超过了最⼤位数
时会对其取模再移位。
[9] ⽆符号按位右位移>>>，⾸先将⼗进制数转化为⼆进制数，然后右位移，如⽆符号按位右位移2位，那么就整体右位移两位，并且直接⽤
0填充⾼位，直接抛弃低位，注意符号位是不保留的，即最左的bit位直接由0填充，并且移动的位数三年级望天门山的诗意超过了最⼤位数时会对其取模再移位。
[10] 在进⾏乘除法运算时，优先考虑位运算。
[11] &和&&的区别
&可以视为逻辑运算，也可以视为位运算，⽽&&只能视为逻辑运算。如果两个符号都视为逻辑运算符来使⽤的时候会有如下区别：1、逻辑
与&只有前后两个条件都是true时，最终结果才为true。2、短路与&&正常情况下和逻辑与&的执⾏结果是⼀致的，即前⾯的条件为true。
只有当短路与&&前⾯的条件为false的时候，才会发⽣短路，即最终结果为false。
字符串连接符+：[1] 如果+两边的表达式都是数值型(类数值型)，表⽰加法运算。
[2] 如果+两边的表达式有⼀个为字符串，那么+就会把另外⼀个操作书转换为字符串后连接改字符串。
运算符的优先级问题：[1] 赋值运算符的优先级最低，⼩括号()的优先级最⾼。
[2] 想让谁先运算就给谁加⼩括号()。