Java 表达式及运算符的优先级与结合性入门
一、引言
在 Java 编程中，表达式和运算符是构建程序逻辑的基础。理解表达式的构成以及运算符的优先级和结合性，对于编写正确、高效的代码至关重要。本文将详细介绍 Java 中表达式及运算符的优先级与结合性相关知识，帮助初学者快速掌握这一重要概念。
二、表达式概述
表达式是由操作数和运算符组成的序列，它可以计算出一个值。操作数可以是变量、常量、方法调用等，而运算符则用于对操作数进行各种运算。以下是一些简单的表达式示例：
// 常量表达式
int result1 = 5 + 3;
// 变量表达式
int a = 10;
int b = 20;
int result2 = a * b;
// 方法调用表达式
int[] array = {1, 2, 3};
int length = array.length;
在上述示例中，5 + 3、a * b 和 array.length 都是表达式，它们通过不同的运算符对操作数进行运算，并最终得到一个结果。
三、运算符分类
Java 中的运算符可以分为以下几类：
3.1 算术运算符
算术运算符用于执行基本的数学运算，包括加法（+）、减法（-）、乘法（*）、除法（/）和取模（%）。示例代码如下：
int num1 = 10;
int num2 = 3;
int sum = num1 + num2; // 加法
int difference = num1 - num2; // 减法
int product = num1 * num2; // 乘法
int quotient = num1 / num2; // 除法
int remainder = num1 % num2; // 取模
System.out.println("Sum: " + sum);
System.out.println("Difference: " + difference);
System.out.println("Product: " + product);
System.out.println("Quotient: " + quotient);
System.out.println("Remainder: " + remainder);
3.2 关系运算符
关系运算符用于比较两个操作数的大小关系，返回一个布尔值（true 或 false）。常见的关系运算符有大于（>）、小于（<）、大于等于（>=）、小于等于（<=）、等于（==）和不等于（!=）。示例代码如下：
int x = 5;
int y = 10;
boolean isGreater = x > y;
boolean isLess = x < y;
boolean isEqual = x == y;
boolean isNotEqual = x != y;
System.out.println("Is x greater than y? " + isGreater);
System.out.println("Is x less than y? " + isLess);
System.out.println("Is x equal to y? " + isEqual);
System.out.println("Is x not equal to y? " + isNotEqual);
3.3 逻辑运算符
逻辑运算符用于对布尔值进行逻辑运算，包括逻辑与（&&）、逻辑或（||）和逻辑非（!）。示例代码如下：
boolean condition1 = true;
boolean condition2 = false;
boolean andResult = condition1 && condition2;
boolean orResult = condition1 || condition2;
boolean notResult = !condition1;
System.out.println("Logical AND result: " + andResult);
System.out.println("Logical OR result: " + orResult);
System.out.println("Logical NOT result: " + notResult);
3.4 赋值运算符
赋值运算符用于将一个值赋给一个变量，最基本的赋值运算符是 =。此外，还有一些复合赋值运算符，如 +=、-=、*=、/= 等。示例代码如下：
int number = 5;
number += 3; // 等价于 number = number + 3;
System.out.println("Number after addition: " + number);
number -= 2; // 等价于 number = number - 2;
System.out.println("Number after subtraction: " + number);
四、运算符的优先级
运算符的优先级决定了表达式中运算符的计算顺序。优先级高的运算符会先进行计算，优先级低的运算符后进行计算。例如，在表达式 3 + 5 * 2 中，乘法运算符（*）的优先级高于加法运算符（+），所以会先计算 5 * 2，再将结果与 3 相加。Java 中常见运算符的优先级从高到低排列如下：
- 括号（
()） - 一元运算符（
++、--、+、-、!） - 算术运算符（
*、/、%高于+、-） - 关系运算符（
>、<、>=、<=、==、!=） - 逻辑运算符（
&&高于||） - 赋值运算符（
=、+=、-=等）
示例代码如下：
int result = 3 + 5 * 2; // 先计算 5 * 2 = 10，再计算 3 + 10 = 13
System.out.println("Result: " + result);
五、运算符的结合性
当表达式中出现多个优先级相同的运算符时，结合性决定了运算符的计算顺序。结合性分为左结合性和右结合性。左结合性表示运算符从左到右依次计算，右结合性表示运算符从右到左依次计算。大多数运算符具有左结合性，只有少数运算符（如赋值运算符、三元运算符）具有右结合性。示例代码如下：
int a = 10;
int b = 20;
int c = 30;
int result1 = a + b - c; // 左结合性，先计算 a + b，再减去 c
int result2 = a = b = c; // 右结合性，先将 c 的值赋给 b，再将 b 的值赋给 a
System.out.println("Result 1: " + result1);
System.out.println("Result 2: " + result2);
六、使用括号改变运算顺序
在编写复杂的表达式时，为了确保运算顺序符合我们的预期，可以使用括号来明确指定运算顺序。括号内的表达式会先进行计算。示例代码如下：
int result = (3 + 5) * 2; // 先计算括号内的 3 + 5 = 8，再计算 8 * 2 = 16
System.out.println("Result: " + result);
七、总结
本文介绍了 Java 中表达式及运算符的优先级与结合性的相关知识。表达式是由操作数和运算符组成的序列，通过不同的运算符可以对操作数进行各种运算。运算符的优先级决定了表达式中运算符的计算顺序，而结合性则在多个优先级相同的运算符出现时决定计算顺序。在编写代码时，合理运用运算符的优先级和结合性，并适当使用括号来改变运算顺序，可以使代码更加清晰、易读，避免出现意外的计算结果。希望本文能够帮助 Java 初学者更好地理解和掌握这一重要概念。