2.3java运算符

运算符

1. 算术运算符

算术运算符用于执行基本的数学运算，像加、减、乘、除等。

运算符	描述	示例
+	加法	int a = 5 + 3; // a 的值为 8
-	减法	int b = 5 - 3; // b 的值为 2
*	乘法	int c = 5 * 3; // c 的值为 15
/	除法	int d = 6 / 3; // d 的值为 2
%	取模（取余）	int e = 7 % 3; // e 的值为 1
++	自增	int f = 5; f++; // f 的值为 6
--	自减	int g = 5; g--; // g 的值为 4

2. 赋值运算符

赋值运算符用于给变量赋值。

运算符	描述	示例
=	简单赋值	int a = 5; // a 的值为 5
+=	加后赋值	int b = 5; b += 3; // b 的值为 8
-=	减后赋值	int c = 5; c -= 3; // c 的值为 2
*=	乘后赋值	int d = 5; d *= 3; // d 的值为 15
/=	除后赋值	int e = 6; e /= 3; // e 的值为 2
%=	取模后赋值	int f = 7; f %= 3; // f 的值为 1

3. 比较运算符

比较运算符用于比较两个值，返回布尔类型（true 或 false）。

运算符	描述	示例
==	等于	int a = 5; int b = 5; boolean c = (a == b); // c 的值为 true
!=	不等于	int d = 5; int e = 3; boolean f = (d != e); // f 的值为 true
>	大于	int g = 5; int h = 3; boolean i = (g > h); // i 的值为 true
<	小于	int j = 5; int k = 7; boolean l = (j < k); // l 的值为 true
>=	大于等于	int m = 5; int n = 5; boolean o = (m >= n); // o 的值为 true
<=	小于等于	int p = 5; int q = 7; boolean r = (p <= q); // r 的值为 true

4. 逻辑运算符

逻辑运算符用于组合布尔表达式。

运算符	描述	示例
&&	逻辑与	boolean a = true; boolean b = false; boolean c = (a && b); // c 的值为 false
||	逻辑或	boolean d = true; boolean e = false; boolean f = (d||e); //f 的值为 true`
!	逻辑非	boolean g = true; boolean h = !g; // h 的值为 false

5. 位运算符

位运算符用于对二进制位进行操作。

运算符	描述	示例
&	按位与	int a = 5; int b = 3; int c = a & b; // c 的值为 1
|	按位或	int d = 5; int e = 3; int f = d | e; // f 的值为 7
^	按位异或	int g = 5; int h = 3; int i = g ^ h; // i 的值为 6
~	按位取反	int j = 5; int k = ~j; // k 的值为 -6
<<	左移	int l = 5; int m = l << 1; // m 的值为 10
>>	右移	int n = 5; int o = n >> 1; // o 的值为 2
>>>	无符号右移	int p = -5; int q = p >>> 1; // q 的值为一个很大的正数

6. 三元运算符

三元运算符是一种简洁的条件判断语句。

条件表达式 ? 表达式1 : 表达式2;

int a = 5;
int b = 3;
int max = (a > b) ? a : b; // max 的值为 5

运算符优先级

运算符优先级决定了表达式中运算符的计算顺序。优先级高的运算符先计算，相同优先级的运算符按照从左到右的顺序计算。以下是 Java 运算符的优先级，从高到低排列：

1. 后缀运算符：() [] .
2. 一元运算符：++ -- + - ! ~
3. 乘除模运算符：* / %
4. 加减运算符：+ -
5. 移位运算符：<< >> >>>
6. 关系运算符：< <= > >= instanceof
7. 相等运算符：== !=
8. 按位与运算符：&
9. 按位异或运算符：^
10. 按位或运算符：|
11. 逻辑与运算符：&&
12. 逻辑或运算符：||
13. 三元运算符：? :
14. 赋值运算符：= += -= *= /= %= &= ^= |= <<= >>= >>>=

在编写表达式时，可以使用括号 () 来明确指定计算顺序，提高代码的可读性。例如：

int result = (2 + 3) * 4; // 先计算括号内的加法，再计算乘法

+ 运算符除了用于数值的加法运算外，还能用于字符串的连接操作

字符串连接基本规则

当 + 运算符的操作数中有一个是字符串类型时，Java 会将其他操作数转换为字符串，然后进行连接操作。具体规则如下：

1. 字符串与基本数据类型连接

当字符串与基本数据类型（如 int、double、boolean 等）使用 + 运算符时，基本数据类型会自动转换为字符串，然后与另一个字符串进行连接。

public class StringConcatenation {public static void main(String[] args) {// 字符串与 int 类型连接int num = 10;String str1 = "The number is: " + num;System.out.println(str1);// 字符串与 double 类型连接double d = 3.14;String str2 = "The value of pi is approximately: " + d;System.out.println(str2);// 字符串与 boolean 类型连接boolean isTrue = true;String str3 = "The condition is: " + isTrue;System.out.println(str3);}
}

在上述代码中，num、d 和 isTrue 分别是 int、double 和 boolean 类型，当它们与字符串使用 + 运算符时，会自动转换为字符串进行连接。

多个字符串与其他类型混合连接

+ 运算符是从左到右依次进行计算的，当多个字符串和其他类型混合使用 + 运算符时，会按照顺序依次进行连接。

public class MultipleStringConcatenation {public static void main(String[] args) {int a = 5;int b = 3;String result = "The sum of " + a + " and " + b + " is: " + (a + b);System.out.println(result);}
}

在上述代码中，首先将 "The sum of " 与 a 转换后的字符串连接，然后依次连接后续的字符串和变量。需要注意的是，(a + b) 用括号括起来是为了先进行数值加法运算，再将结果转换为字符串进行连接。如果没有括号，a 会先与前面的字符串连接，而不是先进行加法运算。

字符串连接中的类型转换顺序

当表达式中包含多个 + 运算符时，会按照从左到右的顺序进行计算。一旦遇到字符串类型的操作数，后续的操作数都会被转换为字符串进行连接。

public class ConversionOrder {public static void main(String[] args) {int x = 1;int y = 2;String s = "Result: ";System.out.println(s + x + y);  // 先将 s 与 x 转换后的字符串连接，再与 y 转换后的字符串连接System.out.println(x + y + s);  // 先进行 x + y 的数值加法运算，再将结果与 s 连接}
}

在上述代码中，第一个 println 语句先将 s 与 x 转换后的字符串连接，再与 y 转换后的字符串连接，结果为 "Result: 12"；第二个 println 语句先进行 x + y 的数值加法运算，得到 3，再将 3 转换为字符串与 s 连接，结果为 "3Result: "。

综上所述，+ 运算符在 Java 中用于字符串连接时，会根据操作数的类型自动进行类型转换，按照从左到右的顺序依次进行连接操作。在编写代码时，需要注意运算符的优先级和类型转换顺序，以确保得到预期的结果。

自动类型转换

自动类型转换，也称为隐式类型转换，是指在某些情况下，Java 编译器会自动将一种数据类型转换为另一种数据类型，而无需程序员进行额外的操作。自动类型转换需要满足以下两个条件：

1. 目标类型的范围大于源类型的范围：即目标类型能够容纳源类型的所有可能值。
2. 数据类型兼容：两种数据类型必须是兼容的，例如数值类型之间可以进行自动类型转换。

以下是 常见的自动类型转换示例：

public class AutomaticTypeConversion {public static void main(String[] args) {// 1. 从 byte 到 shortbyte byteValue = 10;short shortValue = byteValue;System.out.println("byte 转换为 short: " + shortValue);// 2. 从 short 到 intshort anotherShortValue = 20;int intValue = anotherShortValue;System.out.println("short 转换为 int: " + intValue);// 3. 从 int 到 longint anotherIntValue = 30;long longValue = anotherIntValue;System.out.println("int 转换为 long: " + longValue);// 4. 从 int 到 floatint yetAnotherIntValue = 40;float floatValue = yetAnotherIntValue;System.out.println("int 转换为 float: " + floatValue);// 5. 从 long 到 doublelong anotherLongValue = 50L;double doubleValue = anotherLongValue;System.out.println("long 转换为 double: " + doubleValue);}
}

在上述代码中，分别展示了从 byte 到 short、short 到 int、int 到 long、int 到 float 以及 long 到 double 的自动类型转换。由于目标类型的范围大于源类型的范围，编译器会自动进行转换。

强制类型转换

强制类型转换，也称为显式类型转换，是指当需要将一个范围大的数据类型转换为范围小的数据类型时，程序员需要手动进行类型转换。强制类型转换可能会导致数据丢失，因为目标类型可能无法容纳源类型的所有可能值。

目标类型 变量名 = (目标类型) 源类型变量;

public class ExplicitTypeConversion {public static void main(String[] args) {// 1. 从 double 到 intdouble doubleValue = 3.14;int intValue = (int) doubleValue;System.out.println("double 转换为 int: " + intValue);// 2. 从 int 到 byteint intValue2 = 130;byte byteValue = (byte) intValue2;System.out.println("int 转换为 byte: " + byteValue);// 3. 从 long 到 shortlong longValue = 32768L;short shortValue = (short) longValue;System.out.println("long 转换为 short: " + shortValue);}
}

在上述代码中，分别展示了从 double 到 int、int 到 byte 以及 long 到 short 的强制类型转换。需要注意的是，强制类型转换可能会导致数据丢失，例如 double 类型的小数部分会被截断，int 或 long 类型的值可能会超出目标类型的范围而导致溢出。

综上所述，自动类型转换是编译器自动完成的，而强制类型转换需要程序员手动进行。在进行强制类型转换时，需要谨慎处理，避免数据丢失。

小于 int 类型的数据类型（如 byte、short 和 char）在进行运算时，通常都会自动转换为 int 类型。

原因

• 保证运算精度：byte、short 和 char 的取值范围相对较小，在运算过程中结果可能会超出它们的表示范围，转换为 int 类型可以避免溢出问题，确保运算结果的准确性。
• 简化指令集：Java 虚拟机（JVM）的指令集是为处理 int 类型设计的。将小于 int 的数据类型转换为 int 类型，可以统一处理整数运算，简化 JVM 的指令集和运算规则，提高运算效率。

示例代码

public class SmallerThanIntConversion {public static void main(String[] args) {// byte 类型运算byte byte1 = 10;byte byte2 = 20;// byte1 和 byte2 会自动转换为 int 类型进行运算int byteResult = byte1 + byte2;System.out.println("byte 运算结果: " + byteResult);// short 类型运算short short1 = 30;short short2 = 40;// short1 和 short2 会自动转换为 int 类型进行运算int shortResult = short1 + short2;System.out.println("short 运算结果: " + shortResult);// char 类型运算char char1 = 'A';char char2 = 'B';// char1 和 char2 会自动转换为 int 类型进行运算int charResult = char1 + char2;System.out.println("char 运算结果: " + charResult);}
}

代码解释

• byte 类型运算：byte1 和 byte2 是 byte 类型，但在执行 byte1 + byte2 运算时，它们会自动转换为 int 类型，最终结果也是 int 类型。
• short 类型运算：short1 和 short2 是 short 类型，在运算时同样会自动转换为 int 类型，结果为 int 类型。
• char 类型运算：char 类型在 Java 中本质上是无符号的 16 位整数。char1 和 char2 在运算时会自动转换为 int 类型，结果也是 int 类型。

如果要将运算结果赋值给小于 int 类型的变量，需要进行强制类型转换，但要注意可能会出现数据溢出的问题。