3.1　运算符

在Java 中，与类无关的运算符主要有赋值运算符、算术运算符、关系运算符、逻辑运算符和位运算符，下面介绍各种运算符的使用方法。

3.1.1　赋值运算符

赋值运算符的符号为 “=”，它的作用是将数据、变量或对象赋值给相应类型的变量或对象，例如：

赋值运算符的结合性为从右到左。例如，在下面的代码中，首先计算表达式 “9412 + 75”，然后将计算结果赋值给变量result：

如果两个变量的值相同，也可以使用如下代码完成赋值操作：

3.1.2　算术运算符

算术运算符支接整数类型数据和浮点类型数据的运算。当整数类型数据与浮点类型数据之间进行算术运算时，Java 会自动完成数据类型的转换，并且计算结果为浮点类型。Java 中算术运算符的功能及使用方法如表3.1 所示。

在进行算术运算时，有两种情况需要考虑：一种情况是没有小数参与运算；另一种情况则是有小数参与运算。

1.没有小数参与运算

在对整数类型数据或变量进行加法（+）、减法（-）和乘法（*）运算时，与数学中的运算方式完全相同，这里就不再介绍了。下面介绍在整数之间进行除法（/）和求余（%）运算时需要注意的问题。

（1）进行除法运算时需要注意的问题。

当在整数类型数据和变量之间进行除法运算时，无论能否整除，运算结果都将是一个整数，并且这并不是通过四舍五入得到的整数，而是简单地去掉小数部分而得到的整数。例如，通过下面的代码分别计算10 除以3 和5 除以2，最终输出的运算结果依次为3 和2：

（2）进行求余运算时需要注意的问题。

当在整数类型数据和变量之间进行求余运算时，运算结果为数学运算中的余数。例如，通过下面的代码分别计算10 除以3 的余数、10 除以5 的余数和10 除以7 的余数，最终输出的运算结果依次为1、0 和3：

（3）关于0 的问题。

与数学运算一样，0 可以作为被除数，但是不可以作为除数。当0 作为被除数时，无论是除法运算，还是求余运算，运算结果都为0。例如，通过下面的代码分别计算0 除以6，以及0 除以6 的余数，最终输出的运算结果均为0：

当0 作为除数时，虽然可以编译成功，但是在运行时会抛出java.lang.ArithmeticException异常，即算术运算异常。

2.有小数参与运算

在对浮点类型数据或变量进行算术运算时，如果在算术表达式中含有double 型数据或变量，则运算结果为double 型，否则运算结果为float 型。

在对浮点类型数据或变量进行算术运算时，计算机计算出的结果在小数点后可能会包含n位小数，这些小数有时并不是精确的，而是会与数学运算中的结果存在一定的误差，只能是尽量接近数学运算中的结果。例如，在计算4.0减去2.1时，不同的数据类型会得到不同的计算结果，但是这些计算结果都会尽量接近或等于数学运算结果1.9，具体代码如下：

如果被除数为浮点型数据或变量，无论是除法运算，还是求余运算，0 都可以作为除数。如果是除法运算，则当被除数是正数时，运算结果为Infinity，表示无穷大，当被除数是负数时，运算结果为-Infinity，表示无穷小；如果是求余运算，则运算结果为NaN，例如：

3.1.3　关系运算符

关系运算符用于比较数据的大小，运算结果为boolean 型。当关系表达式成立时，运算结果为true；当关系表达式不成立时，运算结果为false。Java 中的关系运算符的功能及使用方法如表3.2 所示。

从表3.2 中可以看出，所有关系运算符均可用于整数类型、浮点类型和字符类型数据的运算，其中，运算符 “==” 和 “！=” 还可用于boolean 型和引用数据类型数据的运算，即可用于所有的数据类型数据的运算。

学习笔记

要注意关系运算符 “==” 和赋值运算符 “=” 的区别！

3.1.4　逻辑运算符

逻辑运算符用于对boolean 型数据进行运算，运算结果仍为boolean 型。Java 中的逻辑运算符有 “！”（取反）、“^”（异或）、“＆”（非简洁与）、“|”（非简洁或）、“＆＆”（简洁与）和 “||”（简洁或），下面将依次介绍各个运算符的用法和特点。

1.运算符 “！”

运算符 “！” 用于对逻辑值进行取反运算。当逻辑值为true 时，经过取反运算后的运算结果为false；当逻辑值为false 时，经过取反运算后的运算结果则为true，例如：

2.运算符 “^”

运算符 “^” 用于对逻辑值进行异或运算。当运算符的两侧同时为true 或false 时，运算结果为false；否则运算结果为true，例如：

3.运算符 “＆＆” 和 “＆”

运算符 “＆＆” 和 “＆” 均用于逻辑与运算。当运算符的两侧同时为true 时，运算结果为true；否则运算结果为false，例如：

运算符 “＆＆” 为简洁与运算符，运算符 “＆” 为非简洁与运算符，它们的区别如下：

（1）只有在运算符 “＆＆” 左侧为true 时，才会运算其右侧的逻辑表达式，否则直接返回运算结果false。

（2）无论运算符 “＆” 左侧为true 或false，都要运算其右侧的逻辑表达式，最后才会返回运算结果。

下面首先声明两个int 型变量x 和y，并分别将它们初始化为7 和5，然后运算表达式“（x＜y）＆＆（x++==y--）”，并输出表达式的运算结果。在这个表达式中，如果运算符“＆＆” 右侧的表达式 “（x++=y--）” 被执行，则变量x 和y 的值将分别变为8 和4，并输出变量x 和y 的值，具体代码如下：

执行上面的代码，输出表达式的运算结果为false，输出变量x 和y 的值分别为7 和5，说明当运算符 “＆＆” 左侧为false 时，并不运算其右侧的表达式。下面将运算符 “＆＆” 修改为 “＆”，具体代码如下：

执行上面的代码，输出表达式的运算结果为false，输出变量x 和y 的值分别为8 和4，说明当运算符 “＆” 左侧为false 时，也要运算其右侧的表达式。

4.运算符 “||” 和 “|”

运算符 “||” 和 “|” 均用于逻辑或运算。当运算符的两侧同时为false 时，运算结果为false；否则运算结果为true，例如：

运算符 “||” 为简洁或运算符，运算符 “|” 为非简洁或运算符，它们的区别如下：

（1）只有在运算符 “||” 左侧为false 时，才会运算其右侧的逻辑表达式；否则直接返回运算结果true。

（2）无论运算符 “|” 左侧为true 或false，都要运算其右侧的逻辑表达式，最后才会返回运算结果。

下面首先声明两个int 型变量x 和y，并将它们分别初始化为7 和5，然后运算表达式“（x>y）||（x++==y--）”，并输出表达式的运算结果。在这个表达式中，如果运算符 “||” 右侧的表达式 “（x++==y--）” 被执行，则变量x 和y 的值将分别变为8 和4，并输出变量x 和y 的值，具体代码如下：

执行上面的代码，输出表达式的运算结果为true，输出变量x 和y 的值分别为7 和5，说明当运算符“||”左侧为true 时，并不运算其右侧的表达式。下面将运算符“||”修改为“|”，具体代码如下：

执行上面的代码，输出表达式的运算结果为true，输出变量x 和y 的值分别为8 和4，说明当运算符 “|” 左侧为true 时，也要运算其右侧的表达式。

3.1.5　位运算符

位运算是对操作数以二进制位为单位进行的操作和运算，运算结果均为整数类型。位运算符又分为逻辑位运算符和移位运算符。

1.逻辑位运算符

逻辑位运算符有 “～”（按位取反）、“＆”（按位与）、“|”（按位或）和 “^”（按位异或），用来对操作数进行按位运算，它们的运算规则如表3.3 所示。

按位取反运算是将二进制位中的0 修改为1，1 修改为0。在进行按位与运算时，只有当两个二进制位都为1 时，结果才为1。在进行按位或运算时，只要有一个二进制位为1，结果就为1。在进行按位异或运算时，当两个二进制位同时为0 或1 时，结果为0，否则结果为1。

【例3.1】　逻辑位运算符的运算规则。

下面是几个用来理解各个逻辑位运算符的运算规则的例子，具体代码如下：

上面代码中各表达式的运算过程分别如图3.1 ～图3.4 所示。

2.移位运算符

移位运算符有 “＜＜”（左移，低位添0 补齐）、“>>”（右移，高位添符号位）和 “>>>”（无符号右移，高位添0 补齐），用来对操作数进行移位运算。

其中，“>>” 表示右移，若操作数为正数，则高位补0；若操作数为负数，则高位补1。“>>>” 表示无符号右移，也叫逻辑右移，无论操作数为正数还是负数，高位都补0。

【例3.2】　移位运算符的运算规则。

下面是几个用来理解各个移位运算符的运算规则的例子，具体代码如下：

上面代码中各表达式的运算过程分别如图3.5 ～图3.8 所示。

3.1.6　对象运算符

对象运算符（instanceof）用来判断对象是否为某一类型，运算结果为boolean 型。如果运算结果为boolean 型，则返回true；否则返回false。对象运算符的关键字为instanceof，它的应用形式如下：

例如：

3.1.7　其他运算符

在Java 中，除了前面介绍的几类运算符，还有一些不属于上述类别的运算符，它们的运算规则如表3.4 所示。

1.自动递增、递减运算符

与C、C++ 相同，Java 也提供了自动递增与递减运算符，其作用是自动将变量值加1或减1。它们既可以放在操作元的前面，也可以放在操作元的后面，根据运算符所在位置的不同，最终得到的运算结果也是不同的：在操作元前面的自动递增、递减运算符，会先将变量的值加1，再使该变量参与表达式的运算；在操作元后面的递增、递减运算符，会先使变量参与表达式的运算，再将该变量的值加1。例如：

学习笔记

自动递增、递减运算符的操作元只能为变量，不能为字面常数和表达式，而且该变量类型必须为整数类型、浮点类型或Java 包装类型。例如，++1、（num+2）++ 都是不合法的。

2.三元运算符 “？:”

三元运算符 “？:” 的应用形式如下：

三元运算符 “？:” 的运算规则为：若逻辑表达式的值为true，则整个表达式的值为表达式1 的值；否则为表达式2 的值。例如：

以上代码等价于下面的if…else 语句：

需要注意的是，对于三元运算符 “？:” 中的表达式1 和表达式2，只有其中的一个表达式会被执行，例如：

3.1.8　运算符的优先级及结合性

当在一个表达式中存在多个运算符，需要进行混合运算时，则会根据运算符的优先级来决定执行顺序。Java 中运算符的优先级如表3.5 所示。

表3.5 所列运算符的优先级，由上而下优先级逐渐降低。其中，优先级最高的是之前未提及的括号 “（）”，它的使用与数学运算中的括号一样，只是用来指定括号内的表达式要优先处理，括号内的多个运算符，仍然需要依照表3.5 的优先级顺序进行运算。

对于处在同一层级的运算符，需要按照它们的结合性，即 “先左后右” 还是 “先右后左” 的顺序来执行。在Java 中，除赋值运算符的结合性为 “先右后左” 以外，其他所有运算符的结合性都是 “先左后右”。