第 6 章 运算符
Java语言中的运算符（也称操作符）在风格和功能上都与C 和C++极为相似。本章为大家介绍Java语言中一些主要的运算符，包括算术运算符、关系运算符、逻辑运算符、位运算符和其他运算符。
6.1 算术运算符
Java中的算术运算符主要用来组织数值类型数据的算术运算，按照参加运算的操作数的不同可以分为一元运算符和二元运算符。
6.1.1 一元运算符
算术一元运算符一共有3个，分别是-、++和--。具体说明参见表6-1。
表 6-1 一元算术运算符
表6-1中，-a是对a取反运算，a++或a--是在表达式运算完后，再给a加一或减一。而++a或--a是先给a加一或减一，然后再进行表达式运算。
示例代码如下：
int a = 12;
System.out.println(-a); ①
int b = a++; ②
System.out.println(b);
b = ++a; ③
System.out.println(b);
输出结果如下：
-12
12
14
上述代码第①行是-a，是把a变量取反，结果输出是-12。第②行代码是先把a赋值给b变量再加一，即先赋值后++，因此输出结果是12。第③行代码是把a加一，然后把a赋值给b变量，即先++后赋值，因此输出结果是14。
6.1.2 二元运算符
二元运算符包括：+、-、*、/和%，这些运算符对数值类型数据都有效，具体说明参见表6-2。
表 6-2 二元算术运算符
示例代码如下：
//声明一个字符类型变量
char charNum = 'A';
// 声明一个整数类型变量
int intResult = charNum + 1; ①
System.out.println(intResult);
intResult = intResult - 1;
System.out.println(intResult);
intResult = intResult * 2;
System.out.println(intResult);
intResult = intResult / 2;
System.out.println(intResult);
intResult = intResult + 8;
intResult = intResult % 7;
System.out.println(intResult);
System.out.println("-------");
// 声明一个浮点型变量
double doubleResult = 10.0;
System.out.println(doubleResult);
doubleResult = doubleResult - 1;
System.out.println(doubleResult);
doubleResult = doubleResult * 2;
System.out.println(doubleResult);
doubleResult = doubleResult / 2;
System.out.println(doubleResult);
doubleResult = doubleResult + 8;
doubleResult = doubleResult % 7;
System.out.println(doubleResult);
输出结果如下：
66
65
130
65
3
-------
10.0
9.0
18.0
9.0
3.0
上述例子中分别对数值类型数据进行了二元运算，其中代码第①行将字符类型变量charNum与整数类型进行加法运算，参与运算的该字符（'A'）的Unicode编码为65。其他代码比较简单不再赘述。
6.1.3 算术赋值运算符
算术赋值运算符只是一种简写，一般用于变量自身的变化，具体说明参见表6-3。
表 6-3 算术赋值运算符
示例代码如下：
int a = 1;
int b = 2;
a += b; // 相当于 a = a + b
System.out.println(a);
a += b + 3; // 相当于 a = a + b + 3
System.out.println(a);
a -= b; // 相当于 a = a - b
System.out.println(a);
a *= b; // 相当于 a=a*b
System.out.println(a);
a /= b; // 相当于 a=a/b
System.out.println(a);
a %= b; // 相当于 a=a%b
System.out.println(a);
输出结果如下：
3
8
6
12
6
0
上述例子分别对整型进行了+=、-=、*=、/=和%=运算，具体语句不再赘述。
6.2 关系运算符
关系运算是比较两个表达式大小关系的运算，它的结果是布尔类型数据，即true或false。关系运算符有6种：==、!=、>、<、>=和<=，具体说明参见表6-4。
表 6-4 关系运算符
提示 ==和!=可以应用于基本数据类型和引用数据类型。当用于引用数据类型比较时，比较的是两个引用是否指向同一个对象，但在当时实际开发过程中多数情况下，只是比较对象的内容是否相当，不需要比较是否为同一个对象。
示例代码如下：
int value1 = 1;
int value2 = 2;
if (value1 == value2) {
System.out.println("value1 == value2");
}
if (value1 != value2) {
System.out.println("value1 != value2");
}
if (value1 > value2) {
System.out.println("value1 > value2");
}
if (value1 < value2) {
System.out.println("value1 < value2");
}
if (value1 <= value2) {
System.out.println("value1 <= value2");
}
运行程序输出结果如下：
value1 != value2
value1 < value2
value1 <= value2
6.3 逻辑运算符
逻辑运算符是对布尔型变量进行运算，其结果也是布尔型，具体说明参见表6-5。
表 6-5 逻辑运算符
提示 短路与（&&）和短路或（||）能够采用最优化的计算方式，从而提高效率。在实际编程时，应该优先考虑使用短路与和短路或。
示例代码如下：
int i = 0;
int a = 10;
int b = 9;
if ((a > b) || (i == 1)) { ①
System.out.println("或运算为 真");
} else {
System.out.println("或运算为 假");
}
if ((a < b) && (i == 1)) { ②
System.out.println("与运算为 真");
} else {
System.out.println("与运算为 假");
}
if ((a > b) || (a++ == --b)) { ③
System.out.println("a = " + a);
System.out.println("b = " + b);
}
上述代码运行输出结果如下：
或运算为 真
与运算为 假
a = 10, b = 9
其中，第①行代码进行短路计算，由于(a > b)是true，后面的表达式(i == 1)不再计算，输出的结果为真。类似地，第②行代码也进行短路计算，由于(a < b)是false，后面的表达式(i == 1)不再计算，输出的结果为假。
代码第③行中在条件表达中掺杂了++和—运算，由于(a > b)是true，后面的表达式(a++ == --b)不再计算，所以最后是a = 10, b = 9。如果把短路或（||）改为逻辑或（|），那么输出的结果就是a = 11, b = 8了。
6.4 位运算符
位运算是以二进位（bit）为单位进行运算的，操作数和结果都是整型数据。位运算符有如下几个运算符：&、|、^、~、>>、<<和>>>，以及相应的赋值运算符，具体说明参见表6-6。
表 6-6 位运算符
注意 无符号右移>>>运算符仅被允许用在int和long整数类型，如果用于short或byte数据，则数据在位移之前，转换为int类型后再进行位移计算。
位运算示例代码：
byte a = 0B00110010; //十进制50 ①
byte b = 0B01011110; //十进制94 ②
System.out.println("a | b = " + (a | b)); // 0B01111110 ③
System.out.println("a & b = " + (a & b)); // 0B00010010 ④
System.out.println("a ^ b = " + (a ^ b)); // 0B01101100 ⑤
System.out.println("~b = " + (~b)); // 0B10100001 ⑥
System.out.println("a >> 2 = " + (a >> 2)); // 0B00001100 ⑦
System.out.println("a >> 1 = " + (a >> 1)); // 0B00011001 ⑧
System.out.println("a >>> 2 = " + (a >>> 2)); // 0B00001100 ⑨
System.out.println("a << 2 = " + (a << 2)); // 0B11001000 ⑩
System.out.println("a << 1 = " + (a << 1)); // 0B01100100 ⑪
int c = -12; ⑫
System.out.println("c >>> 2 = " + (c >>> 2)); ⑬
System.out.println("c >> 2 = " + (c >> 2)); ⑭
输出结果如下：
a | b = 126
a & b = 18
a ^ b = 108
~b = -95
a >> 2 = 12
a >> 1 = 25
a >>> 2 = 12
a << 2 = 200
a << 1 = 100
c >>> 2 = 1073741821
c >> 2 = -3
上述代码第①行和第②行分别定义了byte变量a和b，为了便于查看代码采用二进制整数表示。
代码第③行中表达式(a | b)进行位或运算，结果是二进制的0B01111110。a和b按位进行或计算，只要有一个为1，这一位就为1，否则为0。
代码第④行(a & b)是进行位与运算，结果是二进制的0B00010010。a和b按位进行与计算，只有两位全部为1，这一位才为1，否则为0。
代码第⑤行(a ^ b)是进行位异或运算，结果是二进制的0B01101100。a和b按位进行异或计算，只有两位相反时这一位才为1，否则为0。
代码第⑦行(a >> 2)是进行有符号右位移2位运算，结果是二进制的0B00001100。a的低位被移除掉，由于是正数符号位是0，高位空位用0补。类似代码第⑧行(a >> 1)是进行右位移1位运算，结果是二进制的0B00011001。
代码第⑨行(a >>> 2)是进行无符号右位移2位运算，与代码第⑦行不同的是，无论是否有数符号位，高位空位用0补，所以在正数情况下>>和>>>运算结果是一样的。
代码第⑩行(a << 2)是进行左位移2位运算，结果是二进制的0B11001000。a的高位被移除掉，低位用0补位。类似代码第⑪行(a << 1)是进行左位移1位运算，结果是二进制的0B01100100。
代码第⑫声明int类型负数。右位移（>>>和>>）在负数情况下差别比较大。代码第⑬行的(c >>> 2)表达式输出结果是1073741821，这是一个如此大的正数，从一个负数变成一个正数，这说明无符号右位移对于负数计算会导致精度的丢失。而有符号右位移对于负数的计算是正确的，见代码第⑭行。
提示 有符号右移n位，相当于操作数除以2n，例如代码第⑦行(a >> 2)表达式相当于(a / 22)，a = 50所以结果等于12，类似的还有代码第⑧行和第⑭行。另外，左位移n位，相当于操作数乘以2n，例如代码第⑩行(a << 2)表达式相当于(a * 22)，a = 50所以结果等于200，类似的还有代码第⑪行。
6.5 其他运算符
除了前面介绍的主要运算符，Java还有一些其他运算符。
三元运算符（? :）。例如x?y:z;，其中x、y和z都为表达式。
小括号。起到改变表达式运算顺序的作用，它的优先级最高。
中括号。数组下标。
引用号（.）。对象调用实例变量或实例方法的操作符，也是类调用静态变量或静态方法的操作符。
赋值号（=）。赋值是用等号运算符（=）进行的。
instanceof。判断某个对象是否为属于某个类。
new。对象内存分配运算符。
箭头（->）。Java 8新增加的，用来声明Lambda表达式。
双冒号（::）。Java 8新增加的，用于Lambda表达式中方法的引用。
示例代码如下：
import java.util.Date;
public class HelloWorld {
public static void main(String[] args) {
int score = 80;
String result = score > 60 ? "及格" : "不及格"; // 三元运算符（? : ）
System.out.println(result);
Date date = new Date(); // new运算符可以创建Date对象
System.out.println(date.toString()); //通过.运算符调用方法
}
}
此外，还有一些鲜为人知的运算符，随着学习的深入用到后再为大家介绍，这里就不再赘述了。
6.6 运算符优先级
在一个表达式计算过程中，运算符的优先级非常重要。表6-7中从上到小，运算符的优先级从高到低，同一行具有相同的优先级。二元运算符计算顺序从左向右，但是先级15的赋值运算符的计算顺序从右向左的。
表 6-7 Java运算符优先级
总结 运算符优先级大体顺序，从高到低是：算术运算符→位运算符→关系运算符→逻辑运算符→赋值运算符。
本章小结
通过对本章内容的学习，读者可以了解到Java语言的基本运算符，这些运算符包括算术运算符、关系运算符、逻辑运算符、位运算符和其他运算符。