// operators/Precedence.java
public class Precedence {
public static void main(String[] args) {
int x = 1, y = 2, z = 3;
int a = x + y - 2/2 + z; // [1]
int b = x + (y - 2)/(2 + z); // [2]
System.out.println("a = " + a);
System.out.println("b = " + b);
}
}
输出结果:
a = 5
b = 1
这些语句看起来大致相同，但从输出中我们可以看出它们具有非常不同的含义，具体取决于括号的使用。
我们注意到，在 System.out.println() 语句中使用了 + 运算符。 但是在这里 + 代表的意思是字符串连接符。编译器会将 + 连接的非字符串尝试转换为字符串。上例中的输出结果说明了 a 和 b 都已经被转化成了字符串。
Java 也用一种与 C++ 相同的简写形式同时进行运算和赋值操作，由运算符后跟等号表示，并且与语言中的所有运算符一致（只要有意义）。 可用 x += 4 来表示：将 x 的值加上4的结果再赋值给 x。更多代码示例：
// operators/MathOps.java
// The mathematical operators
import java.util.*;
public class MathOps {
public static void main(String[] args) {
// Create a seeded random number generator:
Random rand = new Random(47);
int i, j, k;
// Choose value from 1 to 100:
j = rand.nextInt(100) + 1;
System.out.println("j : " + j);
k = rand.nextInt(100) + 1;
System.out.println("k : " + k);
i = j + k;
System.out.println("j + k : " + i);
i = j - k;
System.out.println("j - k : " + i);
i = k / j;
System.out.println("k / j : " + i);
i = k * j;
System.out.println("k * j : " + i);
i = k % j;
System.out.println("k % j : " + i);
j %= k;
System.out.println("j %= k : " + j);
// 浮点运算测试
float u, v, w; // Applies to doubles, too
v = rand.nextFloat();
System.out.println("v : " + v);
w = rand.nextFloat();
System.out.println("w : " + w);
u = v + w;
System.out.println("v + w : " + u);
u = v - w;
System.out.println("v - w : " + u);
u = v * w;
System.out.println("v * w : " + u);
u = v / w;
System.out.println("v / w : " + u);
// 下面的操作同样适用于 char,
// byte, short, int, long, and double:
u += v;
System.out.println("u += v : " + u);
u -= v;
System.out.println("u -= v : " + u);
u *= v;
System.out.println("u *= v : " + u);
u /= v;
System.out.println("u /= v : " + u);
}
}
输出结果：
j : 59
k : 56
j + k : 115
j - k : 3
k / j : 0
k * j : 3304
k % j : 56
j %= k : 3
v : 0.5309454
w : 0.0534122
v + w : 0.5843576
v - w : 0.47753322
v * w : 0.028358962
v / w : 9.940527
u += v : 10.471473
u -= v : 9.940527
u *= v : 5.2778773
u /= v : 9.940527
为了生成随机数字，程序首先创建一个 Random 对象。不带参数的 Random 对象会利用当前的时间用作随机数生成器的“种子”（seed），从而为程序的每次执行生成不同的输出。在本书的示例中，重要的是每个示例末尾的输出尽可能一致，以便可以使用外部工具进行验证。所以我们通过在创建 Random 对象时提供种子（随机数生成器的初始化值，其始终为特定种子值产生相同的序列），让程序每次执行都生成相同的随机数，如此以来输出结果就是可验证的 。 若需要生成随机值，可删除代码示例中的种子参数。该对象通过调用方法 nextInt() 和 nextFloat()（还可以调用 nextLong() 或 nextDouble()），使用 Random 对象生成许多不同类型的随机数。nextInt() 的参数设置生成的数字的上限，下限为零，为了避免零除的可能性，结果偏移1。
一元加减运算符
一元加 + 减 - 运算符的操作和二元是相同的。编译器可自动识别使用何种方式解析运算：
x = -a;
上例的代码表意清晰，编译器可正确识别。下面再看一个示例：
x = a * -b;
虽然编译器可以正确的识别，但是程序员可能会迷惑。为了避免混淆，推荐下面的写法：
x = a * (-b);
一元减号可以得到数据的负值。一元加号的作用相反，不过它唯一能影响的就是把较小的数值类型自动转换为 int 类型。
递增和递减
和 C 语言类似，Java 提供了许多快捷运算方式。快捷运算可使代码可读性，可写性都更强。其中包括递增 ++ 和递减 --，意为“增加或减少一个单位”。举个例子来说，假设 a 是一个 int 类型的值，则表达式 ++a 就等价于 a = a + 1。 递增和递减运算符不仅可以修改变量，还可以生成变量的值。
C++ 名称来自于递增运算符，暗示着“比 C 更进一步”。在早期的 Java 演讲中，Bill Joy（Java 作者之一）说“Java = C++ --”（C++ 减减），意味着 Java 在 C++ 的基础上减少了许多不必要的东西，因此语言更简单。随着进一步地学习，我们会发现 Java 的确有许多地方相对 C++ 来说更简便，但是在其他方面，难度并不会比 C++ 小多少。
// operators/EqualsMethod.java
public class EqualsMethod {
public static void main(String[] args) {
Integer n1 = 47;
Integer n2 = 47;
System.out.println(n1.equals(n2));
}
}
输出结果:
true
上例的结果看起来是我们所期望的。但其实事情并非那么简单。下面我们来创建自己的类：
// operators/EqualsMethod2.java
// 默认的 equals() 方法没有比较内容
class Value {
int i;
}
public class EqualsMethod2 {
public static void main(String[] args) {
Value v1 = new Value();
Value v2 = new Value();
v1.i = v2.i = 100;
System.out.println(v1.equals(v2));
}
}
// operators/Bool.java
// 关系运算符和逻辑运算符
import java.util.*;
public class Bool {
public static void main(String[] args) {
Random rand = new Random(47);
int i = rand.nextInt(100);
int j = rand.nextInt(100);
System.out.println("i = " + i);
System.out.println("j = " + j);
System.out.println("i > j is " + (i > j));
System.out.println("i < j is " + (i < j));
System.out.println("i >= j is " + (i >= j));
System.out.println("i <= j is " + (i <= j));
System.out.println("i == j is " + (i == j));
System.out.println("i != j is " + (i != j));
// 将 int 作为布尔处理不是合法的 Java 写法
//- System.out.println("i && j is " + (i && j));
//- System.out.println("i || j is " + (i || j));
//- System.out.println("!i is " + !i);
System.out.println("(i < 10) && (j < 10) is "
+ ((i < 10) && (j < 10)) );
System.out.println("(i < 10) || (j < 10) is "
+ ((i < 10) || (j < 10)) );
}
}
输出结果：
i = 58
j = 55
i > j is true
i < j is false
i >= j is true
i <= j is false
i == j is false
i != j is true
(i < 10) && (j < 10) is false
(i < 10) || (j < 10) is false
// operators/Underscores.java
public class Underscores {
public static void main(String[] args) {
double d = 341_435_936.445_667;
System.out.println(d);
int bin = 0b0010_1111_1010_1111_1010_1111_1010_1111;
System.out.println(Integer.toBinaryString(bin));
System.out.printf("%x%n", bin); // [1]
long hex = 0x7f_e9_b7_aa;
System.out.printf("%x%n", hex);
}
}
如果移动 char、byte 或 short，则会在移动发生之前将其提升为 int，结果为 int。仅使用右值（rvalue）的 5 个低阶位。这可以防止我们移动超过 int 范围的位数。若对一个 long 值进行处理，最后得到的结果也是 long。
移位可以与等号 <<= 或 >>= 或 >>>= 组合使用。左值被替换为其移位运算后的值。但是，问题来了，当无符号右移与赋值相结合时，若将其与 byte 或 short 一起使用的话，则结果错误。取而代之的是，它们被提升为 int 型并右移，但在重新赋值时被截断。在这种情况下，结果为 -1。下面是代码示例：
// operators/URShift.java
// 测试无符号右移
public class URShift {
public static void main(String[] args) {
int i = -1;
System.out.println(Integer.toBinaryString(i));
i >>>= 10;
System.out.println(Integer.toBinaryString(i));
long l = -1;
System.out.println(Long.toBinaryString(l));
l >>>= 10;
System.out.println(Long.toBinaryString(l));
short s = -1;
System.out.println(Integer.toBinaryString(s));
s >>>= 10;
System.out.println(Integer.toBinaryString(s));
byte b = -1;
System.out.println(Integer.toBinaryString(b));
b >>>= 10;
System.out.println(Integer.toBinaryString(b));
b = -1;
System.out.println(Integer.toBinaryString(b));
System.out.println(Integer.toBinaryString(b>>>10));
}
}
结尾的两个方法 printBinaryInt() 和 printBinaryLong() 分别操作一个 int 和 long 值，并转换为二进制格式输出，同时附有简要的文字说明。除了演示 int 和 long 的所有位运算符的效果之外，本示例还显示 int 和 long 的最小值、最大值、+1 和 -1 值，以便我们了解它们的形式。注意高位代表符号：0 表示正，1 表示负。上面显示了 int 部分的输出。以上数字的二进制表示形式是带符号的补码（2's complement）。
// operators/StringOperators.java
public class StringOperators {
public static void main(String[] args) {
int x = 0, y = 1, z = 2;
String s = "x, y, z ";
System.out.println(s + x + y + z);
// 将 x 转换为字符串
System.out.println(x + " " + s);
s += "(summed) = ";
// 级联操作
System.out.println(s + (x + y + z));
// Integer.toString()方法的简写:
System.out.println("" + x);
}
}
输出结果：
x, y, z 012
0 x, y, z
x, y, z (summed) = 3
0
注意：上例中第 1 输出语句的执行结果是 012 而并非 3，这是因为编译器将其分别转换为其字符串形式然后与字符串变量 s 连接。在第 2 条输出语句中，编译器将开头的变量转换为了字符串，由此可以看出，这种转换与数据的位置无关，只要当中有一条数据是字符串类型，其他非字符串数据都将被转换为字符串形式并连接。最后一条输出语句，我们可以看出 += 运算符可以拼接其右侧的字符串连接结果并重赋值给自身变量 s。括号 () 可以控制表达式的计算顺序，以便在显示 int 之前对其进行实际求和。
// operators/AllOps.java
// 测试所有基本类型的运算符操作
// 看看哪些是能被 Java 编译器接受的
public class AllOps {
// 布尔值的接收测试：
void f(boolean b) {}
void boolTest(boolean x, boolean y) {
// 算数运算符：
//- x = x * y;
//- x = x / y;
//- x = x % y;
//- x = x + y;
//- x = x - y;
//- x++;
//- x--;
//- x = +y;
//- x = -y;
// 关系运算符和逻辑运算符：
//- f(x > y);
//- f(x >= y);
//- f(x < y);
//- f(x <= y);
f(x == y);
f(x != y);
f(!y);
x = x && y;
x = x || y;
// 按位运算符：
//- x = ~y;
x = x & y;
x = x | y;
x = x ^ y;
//- x = x << 1;
//- x = x >> 1;
//- x = x >>> 1;
// 联合赋值：
//- x += y;
//- x -= y;
//- x *= y;
//- x /= y;
//- x %= y;
//- x <<= 1;
//- x >>= 1;
//- x >>>= 1;
x &= y;
x ^= y;
x |= y;
// 类型转换：
//- char c = (char)x;
//- byte b = (byte)x;
//- short s = (short)x;
//- int i = (int)x;
//- long l = (long)x;
//- float f = (float)x;
//- double d = (double)x;
}
void charTest(char x, char y) {
// 算数运算符：
x = (char)(x * y);
x = (char)(x / y);
x = (char)(x % y);
x = (char)(x + y);
x = (char)(x - y);
x++;
x--;
x = (char) + y;
x = (char) - y;
// 关系和逻辑运算符：
f(x > y);
f(x >= y);
f(x < y);
f(x <= y);
f(x == y);
f(x != y);
//- f(!x);
//- f(x && y);
//- f(x || y);
// 按位运算符：
x= (char)~y;
x = (char)(x & y);
x = (char)(x | y);
x = (char)(x ^ y);
x = (char)(x << 1);
x = (char)(x >> 1);
x = (char)(x >>> 1);
// 联合赋值：
x += y;
x -= y;
x *= y;
x /= y;
x %= y;
x <<= 1;
x >>= 1;
x >>>= 1;
x &= y;
x ^= y;
x |= y;
// 类型转换
//- boolean bl = (boolean)x;
byte b = (byte)x;
short s = (short)x;
int i = (int)x;
long l = (long)x;
float f = (float)x;
double d = (double)x;
}
void byteTest(byte x, byte y) {
// 算数运算符：
x = (byte)(x* y);
x = (byte)(x / y);
x = (byte)(x % y);
x = (byte)(x + y);
x = (byte)(x - y);
x++;
x--;
x = (byte) + y;
x = (byte) - y;
// 关系和逻辑运算符：
f(x > y);
f(x >= y);
f(x < y);
f(x <= y);
f(x == y);
f(x != y);
//- f(!x);
//- f(x && y);
//- f(x || y);
//按位运算符：
x = (byte)~y;
x = (byte)(x & y);
x = (byte)(x | y);
x = (byte)(x ^ y);
x = (byte)(x << 1);
x = (byte)(x >> 1);
x = (byte)(x >>> 1);
// 联合赋值：
x += y;
x -= y;
x *= y;
x /= y;
x %= y;
x <<= 1;
x >>= 1;
x >>>= 1;
x &= y;
x ^= y;
x |= y;
// 类型转换：
//- boolean bl = (boolean)x;
char c = (char)x;
short s = (short)x;
int i = (int)x;
long l = (long)x;
float f = (float)x;
double d = (double)x;
}
void shortTest(short x, short y) {
// 算术运算符：
x = (short)(x * y);
x = (short)(x / y);
x = (short)(x % y);
x = (short)(x + y);
x = (short)(x - y);
x++;
x--;
x = (short) + y;
x = (short) - y;
// 关系和逻辑运算符：
f(x > y);
f(x >= y);
f(x < y);
f(x <= y);
f(x == y);
f(x != y);
//- f(!x);
//- f(x && y);
//- f(x || y);
// 按位运算符：
x = (short) ~ y;
x = (short)(x & y);
x = (short)(x | y);
x = (short)(x ^ y);
x = (short)(x << 1);
x = (short)(x >> 1);
x = (short)(x >>> 1);
// Compound assignment:
x += y;
x -= y;
x *= y;
x /= y;
x %= y;
x <<= 1;
x >>= 1;
x >>>= 1;
x &= y;
x ^= y;
x |= y;
// 类型转换：
//- boolean bl = (boolean)x;
char c = (char)x;
byte b = (byte)x;
int i = (int)x;
long l = (long)x;
float f = (float)x;
double d = (double)x;
}
void intTest(int x, int y) {
// 算术运算符：
x = x * y;
x = x / y;
x = x % y;
x = x + y;
x = x - y;
x++;
x--;
x = +y;
x = -y;
// 关系和逻辑运算符：
f(x > y);
f(x >= y);
f(x < y);
f(x <= y);
f(x == y);
f(x != y);
//- f(!x);
//- f(x && y);
//- f(x || y);
// 按位运算符：
x = ~y;
x = x & y;
x = x | y;
x = x ^ y;
x = x << 1;
x = x >> 1;
x = x >>> 1;
// 联合赋值：
x += y;
x -= y;
x *= y;
x /= y;
x %= y;
x <<= 1;
x >>= 1;
x >>>= 1;
x &= y;
x ^= y;
x |= y;
// 类型转换：
//- boolean bl = (boolean)x;
char c = (char)x;
byte b = (byte)x;
short s = (short)x;
long l = (long)x;
float f = (float)x;
double d = (double)x;
}
void longTest(long x, long y) {
// 算数运算符：
x = x * y;
x = x / y;
x = x % y;
x = x + y;
x = x - y;
x++;
x--;
x = +y;
x = -y;
// 关系和逻辑运算符：
f(x > y);
f(x >= y);
f(x < y);
f(x <= y);
f(x == y);
f(x != y);
//- f(!x);
//- f(x && y);
//- f(x || y);
// 按位运算符：
x = ~y;
x = x & y;
x = x | y;
x = x ^ y;
x = x << 1;
x = x >> 1;
x = x >>> 1;
// 联合赋值：
x += y;
x -= y;
x *= y;
x /= y;
x %= y;
x <<= 1;
x >>= 1;
x >>>= 1;
x &= y;
x ^= y;
x |= y;
// 类型转换：
//- boolean bl = (boolean)x;
char c = (char)x;
byte b = (byte)x;
short s = (short)x;
int i = (int)x;
float f = (float)x;
double d = (double)x;
}
void floatTest(float x, float y) {
// 算数运算符：
x = x * y;
x = x / y;
x = x % y;
x = x + y;
x = x - y;
x++;
x--;
x = +y;
x = -y;
// 关系和逻辑运算符：
f(x > y);
f(x >= y);
f(x < y);
f(x <= y);
f(x == y);
f(x != y);
//- f(!x);
//- f(x && y);
//- f(x || y);
// 按位运算符：
//- x = ~y;
//- x = x & y;
//- x = x | y;
//- x = x ^ y;
//- x = x << 1;
//- x = x >> 1;
//- x = x >>> 1;
// 联合赋值：
x += y;
x -= y;
x *= y;
x /= y;
x %= y;
//- x <<= 1;
//- x >>= 1;
//- x >>>= 1;
//- x &= y;
//- x ^= y;
//- x |= y;
// 类型转换：
//- boolean bl = (boolean)x;
char c = (char)x;
byte b = (byte)x;
short s = (short)x;
int i = (int)x;
long l = (long)x;
double d = (double)x;
}
void doubleTest(double x, double y) {
// 算术运算符：
x = x * y;
x = x / y;
x = x % y;
x = x + y;
x = x - y;
x++;
x--;
x = +y;
x = -y;
// 关系和逻辑运算符：
f(x > y);
f(x >= y);
f(x < y);
f(x <= y);
f(x == y);
f(x != y);
//- f(!x);
//- f(x && y);
//- f(x || y);
// 按位运算符：
//- x = ~y;
//- x = x & y;
//- x = x | y;
//- x = x ^ y;
//- x = x << 1;
//- x = x >> 1;
//- x = x >>> 1;
// 联合赋值：
x += y;
x -= y;
x *= y;
x /= y;
x %= y;
//- x <<= 1;
//- x >>= 1;
//- x >>>= 1;
//- x &= y;
//- x ^= y;
//- x |= y;
// 类型转换：
//- boolean bl = (boolean)x;
char c = (char)x;
byte b = (byte)x;
short s = (short)x;
int i = (int)x;
long l = (long)x;
float f = (float)x;
}
}
在 char，byte 和 short 类型中，我们可以看到算术运算符的“类型转换”效果。我们必须要显式强制类型转换才能将结果重新赋值为原始类型。对于 int 类型的运算则不用转换，因为默认就是 int 型。虽然我们不用再停下来思考这一切是否安全，但是两个大的 int 型整数相乘时，结果有可能超出 int 型的范围，这种情况下结果会发生溢出。下面的代码示例：
// operators/Overflow.java
// 厉害了！数据溢出了！
public class Overflow {
public static void main(String[] args) {
int big = Integer.MAX_VALUE;
System.out.println("big = " + big);
int bigger = big * 4;
System.out.println("bigger = " + bigger);
}
}
如果你已接触过一门 C 语法风格编程语言，那么你在学习 Java 的运算符时实际上没有任何曲线。如果你觉得有难度，那么我推荐你要先去 www.OnJava8.com 观看 《Thinking in C》 的视频教程来补充一些前置知识储备。
John Kirkham 说过：“自 1960 年我开始在 IBM 1620 上开始编程起，至 1970 年之间，FORTRAN 一直都是一种全大写的编程语言。这可能是因为许多早期的输入设备都是旧的电传打字机，使用了 5 位波特码，没有小写字母的功能。指数符号中的 e 也总是大写的，并且从未与自然对数底数 e 混淆，自然对数底数 e 总是小写的。 e 简单地代表指数，通常 10 是基数。那时，八进制也被程序员广泛使用。虽然我从未见过它的用法，但如果我看到一个指数符号的八进制数，我会认为它是以 8 为基数的。我记得第一次看到指数使用小写字母 e 是在 20 世纪 70 年代末，我也发现它令人困惑。这个问题出现的时候，小写字母悄悄进入了 Fortran。如果你真的想使用自然对数底，我们实际上有一些函数要使用，但是它们都是大写的。”