【Java SE】运算符

本节目标

1. 熟练掌握各类运算符使用
2. 理解短路求值、位运算、移位运算
3. 掌握三目条件运算符
4. 了解运算符优先级，学会用括号消除歧义

1. 什么是运算符

运算符：对操作数执行运算的符号。 Java 运算符分类：算术运算符、关系运算符、逻辑运算符、位运算符、移位运算符、条件运算符。

int a = 10;
int b = 20;
a + b;   // + 算术运算符
a < b;   // < 关系运算符

2. 算术运算符

2.1 四则与取模 + - * / %

二元运算符，需要左右两个操作数。

int a = 20;
int b = 10;
System.out.println(a + b); //30
System.out.println(a - b); //10
System.out.println(a * b); //200
System.out.println(a / b); //2
System.out.println(a % b); //0 取模，求除法余数

⚠️重点坑点

1. int /int，结果仍然 int，直接舍弃小数部分，向下取整

   int a = 3;
   int b = 2;
   System.out.println(a / b); //输出1，不是1.5
   //想要小数结果，把其中一个操作数变成浮点
   double d = a * 1.0 / b;
   System.out.println(d); //1.5

2. 除法、取模，右操作数不能为 0，运行抛出ArithmeticException算术异常

   // int a = 1;
   // int b = 0;
   // System.out.println(a / b); //运行报错：/ by zero

3. %也可以用于浮点数，但实际开发几乎不用，主要用于整数求余数。

   System.out.println(11.5 % 2.0); //1.5

4. 两边类型不一致，小类型会自动提升为大类型。

   System.out.println(1 + 0.2); //int提升double，输出1.2

2.2 复合赋值运算符 += -= *= /= %=

运算之后，把结果赋值给左边变量。

int a = 1;
a += 2;   //等价 a = a + 2;
System.out.println(a); //3

a -= 1;   //a = a -1
a *= 3;   //a = a *3
a /= 3;   //a = a /3
a %= 3;   //a = a %3

✨重要特性：复合赋值运算符自带隐式强制类型转换

double a = 10.4;
int b = 10;
b += a;   //✅ 自动强转，等价 b = (int)(b+a)
// b = b + a; //❌编译报错，b+a结果为double，不能直接赋值int

2.3 自增自减 ++ --

++变量 + 1；--变量‑1。

• 前置++a：先自增，再使用值

• 后置a++：先使用原值，表达式结束后再自增

  int a = 1;
  a++; //后置++，单独使用，a变成2
  System.out.println(a++); //输出2，打印完a变为3
  System.out.println(a); //3

  ++a;
  System.out.println(++a); //前置++，先+1再输出，输出5
  System.out.println(a); //5

注意：

1. 单独使用时，前置和后置没有任何区别；
2. 和打印、赋值混合使用，才会体现差异；
3. 只能用于变量，不能用于常量 ：10++编译报错，常量不能修改。

3. 关系运算符

== != < > <= >=，运算结果一定是 boolean（true/false）。

int a = 10;
int b = 20;
System.out.println(a == b);  //false 判断相等，两个等号！
System.out.println(a != b);  //true 判断不相等
System.out.println(a < b);   //true
System.out.println(a > b);   //false
System.out.println(a <= b);  //true
System.out.println(a >= b);  //false

❗大坑：

1. =是赋值 ；==才是判断相等，千万不要写混。
2. 不能像数学那样连续写：3 < a <5 是错误 Java 语法。

需要写成：a>3 && a<5

4. 逻辑运算符（高频重点）

&&逻辑与、||逻辑或、!逻辑非；操作数和结果都必须是 boolean。

4.1 && 逻辑与（并且）

全真才真，一假则假。

int a = 1;
int b = 2;
System.out.println(a == 1 && b == 2);   //true
System.out.println(a == 1 && b >100);   //false
System.out.println(a >100 && b ==2);    //false
System.out.println(a>100 && b>100);     //false

4.2 || 逻辑或（或者）

一真即真，全假才假。

System.out.println(a ==1 || b ==2);    //true
System.out.println(a ==1 || b>100);    //true
System.out.println(a>100 || b ==2);    //true
System.out.println(a>100 || b>100);    //false

4.3 ! 逻辑非（取反）

!true → false；!false → true

4.4 短路求值（面试考点）

• &&：左边为 false，右边表达式直接不执行（短路），结果直接 false

• ||：左边为 true，右边表达式直接不执行（短路），结果直接 true

  //10>20结果false，&&直接短路，10/0不会执行，不会报除零异常
  System.out.println(10 > 20 && 10 / 0 == 0); //false
  //10<20结果true，||直接短路，10/0不会执行
  System.out.println(10 < 20 || 10 / 0 == 0); //true

区分&、|（不短路） 当操作 boolean 时，&、|也可以做逻辑运算，但是不会短路，左右两边全部执行

// &不短路，10/0会执行，抛出异常
// System.out.println(10>20 & 10/0 == 0);
// |不短路，10/0会执行，抛出异常
// System.out.println(10<20 | 10/0 ==0);

开发逻辑判断优先用&&、||，不要用&、|做逻辑。
补充：& | ^ ~操作整数的时候，是位运算符。

5. 位运算符

对二进制比特位 进行运算。& | ~ ^；~一元运算符，其余二元。

表格

运算符	含义	规则
& 按位与	对应位都为 1，结果才是 1，否则 0	1&1=1；1&0=0；0&0=0
`	` 按位或	对应位都为 0 才得 0，否则为 1	1|1=1；1|0=1；0|0=0
^按位异或	对应位相同为 0，不同为 1	1^1=0；0^0=0；1^0=1
~按位取反	0 变 1，1 变 0	一元运算符

int a = 10;  // 1010
int b = 20;  //10100
System.out.println(a & b);
System.out.println(a | b);
System.out.println(a ^ b);

int num = 0xf; //十六进制 0xf =15 二进制1111
System.out.printf("%x\n",~num);

小知识点：

1. 0x开头代表十六进制数字；1 个十六进制位等价 4 个二进制位。
2. printf 中%x以十六进制打印。
3. 两个数字异或，x ^ x =0；x ^0 =x。

6. 移位运算符

<<左移、>>右移、>>>无符号右移；针对二进制位运算。

1. <<左移：整体向左移动，左边丢弃，右边补 0。正数左移等价乘以\(2^n\)。

注意：正数左移可能把符号位移位，变成负数。

int a = 0x10;
System.out.printf("%x\n", a << 1);

1. >>算术右移 ：整体向右移动，右边丢弃，左边补符号位（正数补 0，负数补 1）。正数右移等价除以\(2^n\)。

   int a = 0x10;
   System.out.printf("%x\n", a >> 1);

2. >>>无符号右移 ：整体右移，右边丢弃，左边永远补 0，无视符号位。

   int a = 0xffffffff;
   System.out.printf("%x\n", a >>>1);

小结（仅限正数）

• 左移<< n等价 × \(2^n\)
• 右移>> n等价 ÷ \(2^n\)
• 移位运算效率高于乘除，正数乘除 2 的幂可以用移位替代。
• 移动负数位，无意义。

7. 条件运算符（三目运算符）

Java唯一三目运算符

表达式1 ? 表达式2 : 表达式3

逻辑：

• 表达式1结果为true，执行返回表达式 2 结果；

• 表达式1结果为false，执行返回表达式 3 结果。

  //求两个数最大值
  int a =10;
  int b =20;
  int max = a > b ? a : b;
  System.out.println(max);

⚠️注意事项

1. 表达式 2、3 尽量类型一致，可以隐式转换也可以编译通过。

   // int c = a>b ? 1 : 2.0; //返回值提升为double，不能直接赋值int

2. 三目运算符不能单独当语句，运算结果必须接收 / 打印。

   // a>b ? a : b; //编译报错，不是语句

8. 运算符优先级

运算符有优先级，* /高于+ -。

不建议死记优先级！代码有歧义直接加括号，可读性最重要。

错误示例（优先级坑）

int a = 10;
int b = 20;
int c = a + (b - a) >> 1;
// 等价 (a + (b‑a)) >>1 → 20 >>1 =10

//加上括号消除歧义，推荐写法
int d = a + ((b - a) >> 1);

📝本篇考点总结

1. int/int舍弃小数；除数不能为 0，会抛出算术异常。
2. 复合赋值运算符+=自带隐式强制转换。
3. 前置++先加再用；后置++先用再加；只能用于变量。
4. 关系运算符==判断相等，不要和赋值=混淆；不能连续写数学不等式。
5. && ||支持短路求值；& |做逻辑不会短路。
6. 位运算：& | ^ ~对二进制位操作；x^x=0。
7. 移位：<<左移；>>带符号右移；>>>无符号右移。正数移位等价乘除 2 的 n 次方。
8. 三目运算符 条件 ? 表达式1 :表达式2，结果必须被接收，不能独立语句。
9. 记不住运算符优先级就加括号，优先保证可读性。

面试小问答 Q：System.out.println(10>20 && 10/0 == 0);会不会报错？为什么？ A：不会。&&发生短路，左边10>20为 false，右侧10/0完全不执行。