Java运算符基础

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  • 今天重温的主要是Java运算符，在这里我把之前已经遗忘的一些点记录下来，以后回顾的时候可以翻阅。

比较运算符

^异或：

  • 符号两边的结果相同为False，不同则为True
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    True  ^ True  = False ;
    False ^ True  = True  ;
    True  ^ False = True  ;
    False ^ False = False ;

！非：

  • 两次非运算就是原数
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    !true  = false ;
    !!true = true  ;

逻辑运算符

&和&&的区别：

  • 让我们先来看一段代码

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    int x = 1;
    if(x>2 && x<5)
        System.out.println();

  • 在上面的情况中，在对 && 左边的式子进行判断后，得出左边的式子值是false，因为两数相与，只要有一个flase，整体式子的结果就是false。所以停止运算右侧式子，直接给出false的结果。

  • 但是使用 & 运算符的时候，无论左边式子是什么，右边都参与运算。

  • && 和 & 运算结果一样，过程有一些小区别
    & ：无论左边式子是什么，右边都参与运算
    && ：当式子左边为false时，右边不参与运算，结果为false

|和||的区别

  • 上面我们说了 & 和 && 的区别，其实原理是一样的
  • || 和 | 运算结果一样，过程有一些小区别
    | ：无论左边式子是什么，右边都参与运算
    || ：当式子左边为true时，右边不参与运算，结果为true

位运算

& 位运算

  • 下面我用一个小例子来演示

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    6 & 3 = ?
    内存中
      0000-0000 0000-0000 0000-0000 0000-0110
    & 0000-0000 0000-0000 0000-0000 0000-0011
    -----------------------------------------
      0000-0000 0000-0000 0000-0000 0000-0010
    ∴ 6 & 3 = 2

  • 6 & 3 在内存中变化的实质是，转换为2进制，各位相对应的进行 & 运算

  • 应用场景：
    取0100 0000 1100 0101的后四位，如何进行操作？
    答 ：用0000 0000 0000 1111与其进行 & 运算。

| 位运算

  • 原理同上 例如 6 | 3 = 7

^ 位运算

  • 原理同上

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    6 ^ 3 = ?
    内存中(简化)
         0110
       ^ 0011
        ------
         0101
    ∴ 6 ^ 3 = 5

    继续 ^ 3
    5 ^ 3 = ?
    演算后
       5 ^ 3 = 6

  • 不知道大家发没发现这个运算的一些小秘密，那就是一个数连续两次与相同的数进行异或运算后，结果会是最初的数。用公式写就是： a ^ b ^ b = a

  • 那么这个究竟可以用作干什么那？可以用于文件的加密！

~ 反码

  • 大家可以在自己的电脑上试一下下面的代码，看看是不是自己猜测的值

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    int a = 2;
    System.out.println(~a);

  • 结果是 -3 ，很多人可能都以为反码的意思就是将a的二进制10取反为01，猜测结果是1

  • 为什么不是这样的运算过程那？
原理

这就要从计算机常用的几个码说起了。首先，java存储的是有符号数，在计算机中，有符号数通常是使用补码存储的，java也不例外。先来看看什么叫原码，反码，补码。

原码

原码就是符号位加上真值的绝对值,即用第一位表示符号, 其余位表示值. 比如如果是8位二进制:

1
[+1]原 = 0000 0001

反码

正数的反码是其本身
负数的反码是在其原码的基础上,符号位不变，其余各个位取反.
例如：

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[+1] = [00000001]原 = [00000001]反

补码

正数的补码就是其本身
负数的补码是在反码的基础上+1。
例如:

1
[+1] = [00000001]原 = [00000001]反 = [00000001]补

分析

所以回到一开始的问题，int a = 2 a在计算机中是以补码存储的。

  • 对于2这个正数来说，补码、反码、原码都是相同的，又由于是数值型，在这里我先用八位bit来表示一下：
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    2
    原码:0000 0010
    反码:0000 0010

补码:0000 0010

  • 取反
    取反过程是在补码的基础上进行的，由于是按位取反，无论符号位还是数值位都要取反，所以结果如下:

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    取反后的补码: 1111 1101

  • 换算为值
    那么取反后的补码的实际值是多少呢？我们需要先把他转化为原码，过程如下:

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    反码 = 1111 1101 - 1 = 1111 1100

原码 = 反码符号位不变，其余取反 = 1000 0011

所以，最后的值-3

<< 左移

  • 这个符号之前并没有听说过，在这次学习中进行了掌握（开始我还以为是C++的cout那）

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    3 << 2 = ?
    内存中
    0000-0000 0000-0000 0000-0000 0000-0011
    结果
    0000-0000 0000-0000 0000-0000 0000-1100
    ∴ 3 << 2 = 12

  • 上面的运算实质是 3的2进制 整题左移两位，多余的舍弃，空位用0补

  • 一个数进行左移运算时，左移n位，即是该数乘以2的n次幂

>> 右移

  • 原理几乎一样，只有略微的不同
    原来最高位是什么，用什么补空位（因为最高位为1时是负数）
  • 右移n位，即是该数除以2的n次幂
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    -12 >> 2 = ?
    答： -3
     12 >> 2 = ?
    答：  3

>>> 无符号右移

  • 高位空位，全部填0，用0补位
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    -12 >>> 2 = ?
    答：  3
     12 >>> 2 = ?
    答：  3

应用

  • 请用效率最高的方法求出 2*8 的值。

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    System.out.println(2<<3);

  • 两个整数值互换（不使用第三方变量）

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    方法1：（不建议使用，如果数值过大，可能丢失精度）
    int a = 3, b = 5;
    a = a + b;
    b = a - b;
    a = a - b

    方法2：（利用异或位运算）
    int a = 3, b = 5;
    a = a ^ b;
    b = a ^ b;
    a = a ^ b;

三元运算符

  • （条件表达式）？表达式1：表达式2
  • 若条件为true ，结果为表达式1
    若条件为false，结果为表达式2
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    练习：在x , y中取 值较大的整数
    int x = 3, y = 4;
    int max = ( x>y )? x : y;
    System.out.println(max);

swich 和 if else 与 三元运算符

  • 三元运算符必须有结果，if else可有，可不有结果。当if else有具体运算结果时，可以使用三元运算符。

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    swich使用示范：
        int x = 3;
        swich(x)
        {
            case 1:
                    System.out.println(x);
                    break;
            case 2:
                    System.out.println(x);
                    break;
            case 3:
                    System.out.println(x);
                    break;                     
            case default:
                    System.out.println(x);
                    break;
        }

  • if：

    对几个具体值进行判断
对区间判断
对运算结果boolean类型表达式判断

    swich：

    对几个具体值进行判断
值的个数通常是固定的
  • 对几个固定值判断，建议使用swich，swich将答案存在内存中，效率高