1 Java运算符

Java世界中的运算其实就是数学运算，而运算符就是其中的媒介。

算术运算符

下面简单的例子演示算术运算符：

public class MyFirst {
    
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        int b = 5;
        int c = 12;
        int d = 12;
        int e = 20;
        int f = 20;
        
        int r1 = a + b;// 10加5，r1输出 15
        System.out.println(r1);
        
        int r2 = a - b;// 10减5，r2输出 5
        System.out.println(r2);
        
        int r3 = a * b;// 10乘以5，r3输出 50
        System.out.println(r3);
        
        int r4 = a / b;// 10除以5，r4输出 2
        System.out.println(r4);
        
        int r5 = c % b;// 12除以5求余，r5输出 2
        System.out.println(r5);
        
        int r6 = ++c;// 自增符号在数字前面，则先自增后赋值，r6输出 13
        int r7 = d++;// 自增符号在数字后面，则先赋值后自增，r7输出 12
        System.out.println(r6);
        System.out.println(r7);
        
        int r8 = --e;// 自减符号在数字前面，则先自减后赋值，r6输出 19
        int r9 = f--;// 自减符号在数字后面，则先赋值后自减，r7输出 20
        System.out.println(r8);
        System.out.println(r9);
    }

}

关系运算符

下面简单的例子演示关系运算符：

public class MyFirst {
    
    public static void main(String[] args) {
        int a = 5;
        int b = 5;
        int c = 12;
        int d = 20;
        
        System.out.println(a == b);// 若a和b相等则表示真（true），输出 true
        
        System.out.println(a != b);// 若a和b不相等则表示真（true），输出 false
        
        System.out.println(c > d);// 若c大于d则表示真（true），输出 false
        
        System.out.println(c < d);// 若c小于d则表示真（true），输出 true
        
        System.out.println(a >= b);// 若a大于或等于b则表示真（true），输出 true
        
        System.out.println(a <= c);// 若a小于或等于c则表示真（true），输出 true
    }

}

位运算符

Java定义的位运算符，主要应用于整数型（int）、长整数型（long）、短整数型（short）、字符型（char）和字节型（byte）。现在跟大家复习下位运算的一些基础知识，位运算符是作用在其二进制的所有位上，并且按位运算。

计算机的符号数有三种表示方法，分别是原码、反码和补码。

原码，符号位加上真值的绝对值，即用第一位表示符号位（0为正数，1为负数），其余位表示值。

如8位二进制数， +1 = 0000 0001 ， -1 = 1000 0001 。原码是人脑最容易理解和计算的表示方式。

反码，正数的反码是其本身，而负数的反码是在其原码的基础上，符号位不变，其他位取反。

如8位二进制数， +1 = 0000 0001（原码）= 0000 0001（反码） ， -1 = 1000 0001（原码） = 1111 1110（反码） 。如此可见，负数的反码是人脑无法直观的看出它们的数值的，需要先转回原码才能计算。

补码，正数的补码是其本身，而负数的补码是在其原码的基础上，符号位不变，其他位取反，最后+1，即在其反码的基础上+1。

如8位二进制数， +1 = 0000 0001（原码）= 0000 0001（反码） = 0000 0001（补码） ， -1 = 1000 0001（原码） = 1111 1110（反码） = 1111 1111（补码） 。如此可见，负数的补码也是人脑无法直观的计算的它们数值的，需要先转为反码再转为原码计算。

例如， a = 50 ， b = 15 它们的二进制格式如下所示：

a的二进制格式用A表示，A = 0011 0010；而b的二进制格式用B表示，B = 0000 1111。

那么A和B的位运算如下所示：

A&B = 0000 0010

A | B = 0011 1111

A ^ B = 0011 1101

~ A = 1100 1101

这里需要特别说明的是位补运算 ，注意下面的首位均为符号位，但是在做加减运算时需要忽略此符号位：

• 正数的位补运算 a = 50, ~a=? ，a的二进制数是 0011 0010 ，各位取反后得 1100 1101 首位1表示符号负数，故需要对其进行反补码运算，即是谁的补码运算后得到这个数 1100 1101 ； 1100 1101 反补码运算，先减1得 1100 1100 ，然后反码运算得 1011 0011 ，故得到最后的二进制数为 1011 0011 ，十进制数为 -51 。负数的整个位补运算，先各位取反，再减1，最后反码运算得出结果，即补码运算后的各位取反的反运算。
• 负数的位补运算 a = -51, ~a=? ，a的二进制数是 1011 0011 ，各位取反后得 0100 1100 ，然后加1得 0100 1101 ，最后做一次反码运算得 0011 0010 ，故得到的二进制数为 0011 0010 ，十进制数为 +50 。正数的整个位补运算，先各位取反，再加1，最后反码运算得出结果，即补码运算后的各位取反。
• 总结，位补运算的前后是互通的，都是负数补码运算后的各位取反操作的正反逻辑而已。

以Java代码来进行位运算的程序，如下所示。

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        int a = 50;// a的二进制格式 0011 0010
        int b = 15;// b的二进制格式 0000 1111
        int c = 0;
        
        c = a & b;// c的二进制格式 0000 0010，十进制格式 2
        System.out.println(c);// 输出 2
        
        c = a | b;// c的二进制格式 0011 1111，十进制格式 63
        System.out.println(c);// 输出 63
        
        c = a ^ b;// c的二进制格式 0011 1101，十进制格式 61
        System.out.println(c);// 输出 61
        
        c = ~a;// c的二进制格式 1011 0011，十进制格式 -51
        System.out.println(c);// 输出 -51
        
        c = a << 2;// a向左移2位，结果 1100 1000，十进制格式 200
        System.out.println(c);// 输出 200
        
        c = a >> 2;// a向右移2位，结果 1100，十进制格式 12
        System.out.println(c);// 输出 12
        
        c = a >>> 2;// a向右移2位，并移动得到的空位补零，结果 0000 1100，十进制格式 12
        System.out.println(c);// 输出 12
    }

}

 PS：左移动1位表示乘以2，左移动2位表示乘以2的平方。

逻辑运算符

 实例演示：

public class MyFirst {
    
    public static void main(String[] args) {
        boolean a = true;
        boolean b = false;
        
        System.out.println(a&&b);// 逻辑与运算，因a和b中，有其中一个为false，故结果为false
        System.out.println(a||b);// 逻辑或运算，因a和b中，有其中一个为true，故结果为true
        System.out.println(!b);// 逻辑非运算，因b为false，故其相反就为true
    }

}

赋值运算符

实例演示：

public class MyFirst {
    
    public static void main(String[] args) {
        int a = 5;
        int b = 3;
        int c = 0;
        
        c = a;// 简单的赋值运算符，将a赋值给c。
        System.out.println(c);// 输出 5
        
        c += a;// 加和赋值运算符，将c和a相加，并赋值给c。
        System.out.println(c);// 输出 10
        
        c -= a;// 减和赋值运算符，c减去a，并赋值给c。
        System.out.println(c);// 输出 5
        
        c *= a;// 乘和赋值运算符，将c和a乘，并赋值给c。
        System.out.println(c);// 输出 25
        
        c /= a;// 除和赋值运算符，c除以a，并赋值给c。
        System.out.println(c);// 输出 5
        
        c %= b;// 取模和赋值运算符，将c取模b，并赋值给c。
        System.out.println(c);// 输出 2
        
        c <<= b;// 左移位和赋值运算符，将c的二进制数 0000 0010 左移b位数，并赋值给c。
        System.out.println(c);// 二进制数为 0001 0000，输出 16
        
        c >>= b;// 右移位和赋值运算符，将c的二进制数 0001 0000 右移b位数，并赋值给c。
        System.out.println(c);// 二进制数为 0000 0010，输出 2
        
        c &= b;// 按位与和赋值运算符，将c的二进制数0000 0010和b的二进制数0000 0011按位与，并赋值给c。
        System.out.println(c);// 二进制数为 0000 0010，输出 2
        
        c ^= b;// 按位异或和赋值运算符，将c的二进制数0000 0010和b的二进制数0000 0011按位异或，并赋值给c。
        System.out.println(c);// 二进制数为0000 0001，输出 1
        
        c |= b;// 按位或和赋值运算符，将c的二进制数0000 0001和b的二进制数0000 0011按位或，并赋值给c。
        System.out.println(c);// 二进制数为 0000 0011，输出 3
        
    }

}

条件运算符

条件运算符（?:），也称为三元运算符。

语法形式：布尔表达式 ？ 表达式1 ：表达式2。

运算过程：如果布尔表达式的值为 true ，则返回 表达式1 的值，否则返回 表达式2 的值。

实例演示：

public class MyFirst {
    
    public static void main(String[] args) {
        int a = 5;
        
        int b = a==1?10:20;// 若a等于1为真，则返回10，即将10赋值给b；否则返回20。很明显此处的5和1是不相等的，故b被赋值为20
        System.out.println(b);// 输出 20
    }

}

instanceof运算符

instanceof运算符，用于操作对象实例，判断该对象是否属于某个特定的类型（类类型或接口类型）。

语法形式：A instanceof B，A为对象实例，B为某一类类型，若A属于B类型，则返回true，否则返回false。

实例演示：

public class MyFirst {
    
    public static void main(String[] args) {
        Object a = 10;// 此处可以知道数字10的真正类型是Integer，由于Object是所有Java类型的父类，故可以以Object声明变量a
        System.out.println(a instanceof Boolean);// 输出 false
        System.out.println(a instanceof Integer);// 输出 true
    }

}

Java运算符优先级

Java表达式可能存在多个运算符，运算符之间存在优先级的关系，级别高的运算符先执行运算，级别低的运算符后执行运算。在一个多运算符的表达式中，运算符优先级的不同会导致最后得出的结果大不相同。例如， a = 5 + 7 * 2 结果a是19，而不是24。Java中的加减乘除和括号等操作符的优先级，其实就跟数学中的一致，括号优先，再则乘除，然后加减，最后等于。

下表列出了Java运算符优先级排列，由高到低依次向下排列：

2 Java变量

变量，就是用来操纵存储空间的数据的，Java变量是程序中最基本的存储单元，其要素包括了变量名、变量类型和作用域。Java变量可以分为局部变量、成员变量和静态变量。

Java是一种强类型语言，每个变量都必须声明其类型，即变量在使用前必须对其声明，有且只有在变量声明后才能为其分配相应长度的存储空间。

声明格式：type identifier [ = value][, identifier [= value] …] ;

其中type为Java数据类型。identifier是变量名。可以使用逗号隔开来声明多个同类型变量。

示例： String aa = “test and test”, bb = “test bb”; 

注意：

• 每个变量都有其类型，类型可以是基本类型，也可以是引用类型。
• 变量名必须是合法的标识符。
• 变量声明是一条完整的语句，因此每一个声明都必须以分号结束。

局部变量

局部变量，是方法或语句块内部定义的变量，生命周期是从声明位置开始到方法或语句块结束为止。局部变量没有默认值，故局部变量必须先声明和初始化后才能被使用。

实例演示：

public class MyFirst {
    
    /**
     * 方法中的go变量只在方法中声明和初始化，然后被使用。
     * 但是，它的作用域也就是在此方法中，若此方法运行结束了，则go变量的生命也到尽头了。
     */
    public void go() {
        String go = "走起，回家去！";
        System.out.println(go);
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        MyFirst myfirst = new MyFirst();
        myfirst.go();
    }

}

成员变量

成员变量，也被称为实例变量，在方法外部、类的内部定义的变量。成员变量是从属于对象的，生命周期伴随对象的始终，从对象被声明创建到被回收为止。如果不自行初始化，他会自动初始化成该类型的默认初始值，如数值型变量的默认初始值为0或0.0，字符型变量的默认初始值为16位的0，布尔型变量的默认初始值为false。

public class MyFirst {
    
    int age = 11;
    
    /**
     * age是声明在类中、方法外的成员变量，故在方法中可以直接使用
     */
    public void myAge() {
        System.out.println("小米的年龄：" + age);
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        MyFirst myfirst = new MyFirst();
        myfirst.myAge();
    }

}

静态变量

静态变量，又称为类变量，以关键字 static 在类中、方法外声明的变量。静态变量是从属于类的，生命周期伴随类的始终，从类的加载到卸载为止。如果不自行初始化，他会自动初始化成该类型的默认初始值，如数值型变量的默认初始值为0或0.0，字符型变量的默认初始值为16位的0，布尔型变量的默认初始值为false。

注意：

• 无论一个类创建了多少个对象，类只拥有类变量的一份拷贝，可以直接以 ClassName.VariableName 的方式访问，即 类名.静态变量名 。
• 静态变量除了被声明为常量外很少使用。常量是指声明为public/private，final和static类型的变量，常量初始化后不可再被改变。如 public final static String NAME = “test_name”; 

public class MyFirst {
    
    public final static String NAME = "test_name";
    
    /**
     * 常量NAME不管哪里都可以直接调用
     */
    public void myName() {
        System.out.println("小米的名称：" + MyFirst.NAME);
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        MyFirst myfirst = new MyFirst();
        myfirst.myName();
        System.out.println("小明的名称：" + MyFirst.NAME);
    }

}

变量命名规范

我们对于变量的命名一般有如下几种，方便我们见其名而知其意。但是需要注意的是，命名规范并不代表规定。

• 成员变量：首字母小写和驼峰原则，如 myName 。
• 局部变量：与成员变量一样，首字母小写和驼峰原则。
• 常量：大写字母和下划线，如 MAX_VALUE 。
• 类名：首字母大写和驼峰原则，如 MyFirst 。
• 方法名：首字母小写和驼峰原则，如 goHome() 。