第4章 运算符
# 第 4 章运算符
# 算术运算符介绍
63讲
会介绍什么是运算符,以及各种运算符,优先级,二进制和位运算
运算符是一种特殊的符号,用以表示数据的运算、赋值和比较等。常用的有如下集中:
- 算术运算符
- 赋值运算符
- 关系运算符(也叫比较运算符)
- 位运算符(需要二进制基础)
- 三元运算符
算术运算符是对数值类型的变量进行运算的,在 Java 程序中使用的非常多,例如加减乘除
运算符 | 名字 | 示例 | 结果 |
---|---|---|---|
+ | 加法 | 34 + 1 | 35 |
+ | 正号 | +7 | 7 |
+ | 字符串相加 | "hsp" + "edu" | "hspedu" |
- | 减法 | 34 -1 | 33 |
* | 乘法 | 9*9 | 81 |
/ | 除法 | 2/2 | 1 |
% | 求余 | 5%2 (商位2,余数为1) | 1 |
++ | 自增 | a=2; a++; | a=3; |
-- | 自减 | a=2; a--; | a=1; |
# 算术运算符的使用
ArithmeticOperator.java Arithmetic就是算术的意思,Operator就是运算符的意思,大家既然选择了编程,就不要怕英文,一些基本的英文单词还是要会的
public class ArithmeticOperator{
public static void main(String[] args) {
// 除号使用
System.out.println(10/4); //从数学来看,会是2.5 但由于两个都是int,因此在java中会强制类型转换,输出2
System.out.println(10.0/4); //结果是2.5
double d = 10 / 4; //会将2变成2.0 赋值给d
// 取模的使用 % 也叫取余数
//在Java中,取模的本质,得看一个公式:a % b = a - a/b * b;
System.out.println(10 % 3); //余数为1
System.out.println(-10 % 3); // 结果为-1 =-10 - (-10)/3 * 3 = 10 - (-3)*3 = -10 +9 = -1
System.out.println(10 % -3); // 结果为1 = 10 - 10/(-3) * 3 = 10 - (-3)*(-3) = 10-9
System.out.println(-10 % -3); // -10 - (-10)/(-3) * (-3) = -10 - (-9) = -1
//结论:只有当被除数是负数时,余数才是负的
int i = 10;
i++; //自增 等价于i = i+1 i=11
++i; //自增 等价于i = i+1 i=12
System.out.println("i=" + i); // i =12
/*
* 作为表达式使用的话:
* 前++: ++i先自增,后赋值
* 后++: i++先赋值,后自增
*/
int j = 8;
int k = ++j; //等价于 j = j+1; k=j
System.out.println("k=" + k + " j=" + j); //k=9 j=9
int j2 = 8;
int k2 = j2++; //等价于 k2 = j2, j=j+1
System.out.println("k2=" + k2 + " j2=" + j2); //k2=8 j2=9
}
}
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注意,取模的时候,只有当被除数是负数时,余数才是负的
自减,乘法就不再演示
# 算术运算符练习
65讲,非常经典的面试题
阅读并分析以下代码结果是多少:
int i = 1;
i = i++;
Systemout.out.println(i);
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评讲:第二句怎么执行的?会使用一个临时变量temp,然后
- temp = i;
- i=i+1 ;
- i = temp;
因此最后i = 1
同理,
int i = 1;
i = ++i;
Systemout.out.println(i);
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评讲:第二句怎么执行的?会使用一个临时变量temp,然后
- i=i+1 ;
- temp = i;
- i = temp;
因此最后i = 2
# 算术运算符练习2
66 讲,67讲 68讲
练习自减运算符,自减的话和自增同理,我这里不重复了
int i1 = 10;
i = --i1;
System.out.println(i); //9
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课堂练习2
- 假如还有59天放假,问:合xx个星期零xx天
- 定义一个变量保存华氏温度,华氏温度转换摄氏温度的公式为:5 / 9 *(华氏温度-100)请求出华氏温度对应的摄氏温度。
开始教编程:拿到需求后,先分析怎么做
- 使用int 变量days 报错天数
- 一个星期7天,用days / 7 得到星期的数量
- 用days % 7 就是剩余的天数
- 最后输出
public class ArithmeticOperatorExercise02 {
public static void main(String[] args) {
int days = 59;
int week = days / 7;
int left = days % 7;
System.out.println(week + "天 合" + left);
}
}
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华氏温度:
思路分析:
定义一个double变量保存温度
根据公式套用即可。注意强转的问题,如果不强转会变成0
double huaShi = 234.5; double sheShi = 5 / 9 * (huaShi - 100);
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2输出结果
小结:要考虑数学公式和Java语言的特性
# 关系运算符
69讲
- 关系运算符的结果都是 boolean 型,也就是要么是 true,要么是 false
- 关系表达式 经常用在 if 结构的条件中或循环结构的条件中
关系运算符一览
Java操作符 | 数学符号 | 名称 | 示例 | 结果 |
---|---|---|---|---|
< | < | 小于 | radius < 0 | false |
<= | ≤ | 小于等于 | radius <= 0 | false |
> | > | 大于 | radius > 0 | true |
>= | ≥ | 大于等于 | radius >= 0 | true |
== | = | 等于 | radius == 0 | false |
!= | ≠ | 不等于 | radius != 0 | true |
# 关系运算符使用
70讲
案例演示关系运算符的使用(RelationalOperator.java)。
import javafx.scene.paint.Stop;
public class RelationalOperator {
public static void main(String[] args) {
int a = 9;
int b = 8;
System.out.println(a > b);
System.out.println(a >= b);
System.out.println(a <= b);
System.out.println(a < b);
System.out.println(a == b);
System.out.println(a != b);
boolean flag = a > b;
System.out.println(flag);
}
}
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细节说明:
- 关系运算符的结果都是 boolean 型,也就是要么是 true,要么是 false。
- 关系运算符组成的表达式,我们称为关系表达式。 a > b
- 比较运算符"=="不能误写成"="
比价简单,我们讲到这里
# 逻辑运算符介绍
71讲
用于连接多个条件(多个关系表达式),最终的结果也是一个 boolean 值。操作符一览:
操作符 | 名称 | 说明 |
---|---|---|
! | 非 | 逻辑非 |
&& | 与 | 逻辑与 |
| | 或 | 逻辑或 |
^ | 亦或 | 逻辑亦或 |
逻辑运算符在Java里是比较麻烦的一个,我们分组来讲
- 短路与 && , 短路或 ||,取反 !
- 逻辑与 &,逻辑或 |,^ 逻辑异或
说明逻辑运算规则:
- a&b : & 叫逻辑与:规则:当 a 和 b 同时为 true ,则结果为 true, 否则为 false
- a&&b : && 叫短路与:规则:当 a 和 b 同时为 true ,则结果为 true,否则为 false
- a|b : | 叫逻辑或,规则:当 a 和 b ,有一个为 true ,则结果为 true,否则为 false
- a||b : || 叫短路或,规则:当 a 和 b ,有一个为 true ,则结果为 true,否则为 false
- !a : 叫取反,或者非运算。当 a 为 true, 则结果为 false, 当 a 为 false 是,结果为 true
- a^b: 叫逻辑异或,当 a 和 b 不同时,则结果为 true, 否则为 false
# 短路与 逻辑与
72讲
名称 语法 特点
短路与&& 条件 1&&条件 2 两个条件都为 true,结果为 true,否则 false
逻辑与& 条件 1&条件 2 两个条件都为 true,结果为 true,否则 false
区别:
- &&短路与:如果第一个条件为 false,则第二个条件不会判断,最终结果为 false,效率高
- & 逻辑与:不管第一个条件是否为 false,第二个条件都要判断,效率低
- 开发中, 我们使用的基本是使用短路与&&, 效率高
public class LogicOperator01 {
public static void main(String[] args) {
int age = 50;
//短路与
if (age > 20 && age < 90){
System.out.println("ok100");
}
//逻辑与
if (age > 20 & age < 90){
System.out.println("ok200");
}
//区别
int a = 4;
int b = 9;
//对于&&短路与而已,如果第一个条件为false,后面的条件不再判断
if (a < 1 && ++b < 50){
System.out.println("ok300");
}
System.out.println("a=" + a + " b=" + b); //a=4, b=9
if (a < 1 & ++b < 50){
System.out.println("ok400");
}
System.out.println("a=" + a + " b=" + b); //a=4, b=10
}
}
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# 短路或 逻辑或
名称 语法 特点
短路或 || 条件 1||条件 2 两个条件中只要有一个成立,结果为 true,否则为 false
逻辑或 | 条件 1|条件 2 只要有一个条件成立,结果为 true,否则为 false
演示 LogicOperator02.java
//演示| || 使用
public class LogicOperator02 {
//编写一个main方法
public static void main(String[] args) {
//||短路或 和 |逻辑或 案例演示
//|| 规则: 两个条件中只要有一个成立,结果为true,否则为false
//| 规则: 两个条件中只要有一个成立,结果为true,否则为false
int age = 50;
if(age > 20 || age < 30) {
System.out.println("ok100");
}
//&逻辑与使用
if(age > 20 | age < 30) {
System.out.println("ok200");
}
//看看区别
//(1)||短路或:如果第一个条件为true,
//则第二个条件不会判断,最终结果为true,效率高
//(2)| 逻辑或:不管第一个条件是否为true,第二个条件都要判断,效率低
int a = 4;
int b = 9;
if( a > 1 || ++b > 4) { // 可以换成 | 测试
System.out.println("ok300");
}
System.out.println("a=" + a + " b=" + b); //4 10
}
}
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区别:
- ||短路或:如果第一个条件为 true,则第二个条件不会判断,最终结果为 true,效率高
- | 逻辑或:不管第一个条件是否为 true,第二个条件都要判断,效率低
- 开发中,我们基本使用 ||
# 逻辑非 逻辑异或
名称 语法 特点
! 非(取反) !条件 如果条件本身成立,结果为 false,否则为 true
案例演示 !运算符的使用(InverseOperator.java)。
a^b: 叫逻辑异或,当 a 和 b 不同时,则结果为 true, 否则为 false
public class InverseOperator {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(50 > 20); //true
System.out.println( !(50 > 20)); //false
System.out.println( (4 < 1) ^ (6 > 3) ); // true^false 因此输出true
}
}
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# 逻辑运算符练习
自己暂停下视频,做一遍,再听老师讲,不然效果不好
练习题2:
z=47,然后y=ture ,因此两个都是true,然后z++ = 48
x=false, 然后执行 ++z==49 true,然后z=50
可以自己拿笔画一画,自己耐心做。
最后,自己敲出来,并运行,一定要自己动手做。切忌眼高手低
# 赋值运算符介绍
76讲
赋值运算符就是将某个运算后的值,赋给指定的变量。
赋值运算符的分类
基本赋值运算符 = int a = 10;
复合赋值运算符 += ,-= ,*= , /= ,%= 等 , 重点讲解一个 += ,其它的使用是一个道理
a += b; [等价 a = a + b; ]
a -= b; [等价 a = a - b; ]
# 赋值运算符细节
案例演示赋值运算符的基本使用。AssignOperator.java
- 赋值基本案例 [int num1 = 10]
- += 的使用案例
public class AssignOperator {
public static void main(String[] args) {
int i = 10;
i += 10;
System.out.println(i);
i /= 3;
System.out.println(i);
}
}
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赋值运算符特点
运算顺序从右往左 int num = a + b + c; 先执行等号右边的值,然后再赋值给a
赋值运算符的左边 只能是变量,右边 可以是变量、表达式、常量值 。
int num = 20;
int num2 = 78 * 34 - 10;
int num3 = a;
复合赋值运算符等价于下面的效果。比如:
a+=3; 等价于 a=a+3
; 其他类推复合赋值运算符会进行类型转换。
byte b = 2; b+=3; b++;
这样是可以的,不会报错。等价于b=(byte) (b+2);
, b++同理
# 三元运算符
78讲
基本语法
条件表达式 ? 表达式 1: 表达式 2;
运算规则:
- 如果条件表达式为 true,运算后的结果是表达式 1;
- 如果条件表达式为 false,运算后的结果是表达式 2;
演示:
public class TernaryOperator {
public static void main(String[] args) {
int a = 10;
int b = 99;
int result = a > b ? a++: b--;
System.out.println(result);
}
}
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扩展:三元运算符也是短路的。
int a = 10;
int b = 99;
int result = a < b ? a++: b--;
System.out.println(result); //10
System.out.println(a); //11
System.out.println(b); //b还是99
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# 三元运算符的细节
79讲
细节
表达式 1 和表达式 2 要为可以赋给接收变量的类型(或可以自动转换)
public class TernaryOperatorDetail { public static void main(String[] args) { int a = 3; int b = 8; int c = a > b ? a : b; //正确语法 c = a > b ? 1.1 : b; //错误 编译错误,类型转换的知识点。得强转 } }
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9三元运算符可以转成 if--else 语句(后面会讲)
int res = a > b ? a++ : --b; if ( a > b) res = a++; else res = --b;
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# 三元运算符的细节
80讲
案例:实现三个数的最大值
//案例:实现三个数的最大值
int n1 = 553;
int n2 = 33;
int n3 = 123;
//思路
//1. 先得到 n1 和 n2 中最大数 , 保存到 max1
//2. 然后再 求出 max1 和 n3中的最大数,保存到 max2
int max1 = n1 > n2 ? n1 : n2;
int max2 = max1 > n3 ? max1 : n3;
System.out.println("最大数=" + max2);
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也可以用一条语句实现,不过可读性很差
int max = (n1 > n2 ? n1 : n2) > n3 ? (n1 > n2 ? n1 : n2) : n3;
# 运算符优先级
81讲
运算符优先级,就好比我们做数学都知道,先乘除,后加减;运算符也有优先级
- 运算符有不同的优先级,所谓优先级就是表达式运算中的运算顺序。如右表,上一行运算符总优先于下一行。
- 只有单目运算符(只有单个运算符的,例如自增自减)、赋值运算符是从右向左运算的。
- 一览表, 不要背,使用多了,就熟悉了.
第一列的R表示right,L代表left,表示运算符的顺序。
# 标识符规则与规范
82讲
规则是必须遵守的;规范就是这样做更好,专业
什么是标识符:
- Java对各种变量、方法和类等命名时使用的字符序列称为标识符
- 凡是自己可以起名字的地方都叫标识符
int num1=90;
标识符的命名规则(必须遵守)
- 由26个英文字母大小写,0-9,或$组成
- 数字不可以开头。
int 3ab = 1; //错误
- 不可以使用关键字和保留字,但能包含关键字和保留字,(例如关键字class和main已经被使用了,保留字目前Java还没使用,后面介绍)
int abcclass = 10; //可以包含关键字
- Java中严格区分大小写,长度无限制。
int totalNum=10; int n=90;
就好比繁体字和简体字 - 标识符不能包含空格。
int a b=90;
# 标识符练习
83讲
判断下面的标识符是否正确,先暂停视频,做完再听评讲
- hsp
- hsp12
- 1hsp
- h-s
- x h
- h$4
- class
- int
- double
- public
- static
- goto
- stu_name
评讲:
- hsp 正确
- hsp12 正确
- 1hsp 错误,数字不能开头
- h-s 错误,不能有减号,只能字母、数字、下划线,$
- x h 错误,不能有空格,
- h$4 正确
- class 错误,关键字
- int 错误,关键字
- double 错误,关键字
- public 错误,关键字
- static 错误,关键字
- goto 错误,保留字,后续讲到
- stu_name 正确
# 标识符命名规范
84讲
建议的规范如下,更加专业
- 包名:多单词组成时所有字母都小写:aaa.bbb.ccc //比如 com.hsp.crm
- 类名、接口名:多单词组成时,所有单词的首字母大写:XxxYyyZzz [我们称为大驼峰] 比如: TankShotGame
- 变量名、方法名:多单词组成时,第一个单词首字母小写,第二个单词开始每个单词首字母大写:xxxYyyZzz [小驼峰, 简称 驼峰法] 比如: tankShotGame
- 常量名:所有字母都大写。多单词时每个单词用下划线连接:XXX_YYY_ZZZ 比如 :定义一个所得税率 TAX_RATE
- 后面我们学习到 类,包,接口,等时,我们的命名规范要这样遵守, 更加详细的看文档 《Java代码规范_韩顺平教育.docx》
# 关键字和保留字
85讲 关键字的定义和特点 (不用背)
定义:被 Java 语言赋予了特殊含义,用做专门用途的字符串(单词)
特点:关键字中所有字母都为小写
Java 保留字:现有 Java 版本尚未使用,但以后版本可能会作为关键字使用。自己命名标识符时要避免使用这些保留字 byValue、cast、future、 generic、 inner、 operator、 outer、 rest、 var 、 goto 、const
# 键盘输入语句
86讲
在编程中,需要接收用户输入的数据,就可以使用键盘输入语句来获取。需要一个 扫描器(对象), 就是Scanner
步骤 :
- 导入该类的所在包, java.util.* 就好比看电影得用到电影票,在哪个包下可以用文档搜索
- 创建该类对象(声明变量)
- 调用里面的功能 ,可以看Java API文档
案例演示:Input.java 可以从控制台接受用户的信息,姓名,年龄和薪水
import java.util.Scanner; //将java.util下的Scanner导入
public class Input {
public static void main(String[] args) {
//演示接受用户的输入
//步骤
//1. 引入Scanner的包,
//2. 创建scanner对象,后面我们详述,目前体会下
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
//3. 接受用户的输入
System.out.print("请输入名字:");
String name = scanner.next(); //等待用户输入,回车结束
System.out.print("请输入年龄:");
int age = scanner.nextInt();
System.out.print("请输入薪水:");
double salary = scanner.nextDouble();
System.out.println("人的信息如下:");
System.out.println("姓名 = " + name);
System.out.println("年龄 = " + age);
System.out.println("薪水 = " + salary);
}
}
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学这个,我们目前是能够和用户交互的,程序不是死的了
# 进制
87讲
对于整数,有四种表示方式:
- 二进制:0,1 ,满 2 进 1. 以 0b 或 0B 开头。
- 十进制:0-9 ,满 10 进 1。
- 八进制:0-7 ,满 8 进 1. 以数字 0 开头表示。
- 十六进制:0-9 及 A(10)-F(15),满 16 进 1. 以 0x 或 0X 开头表示。此处的 A-F 不区分大小写。
举例说明 BinaryTest.java
注意,输出的话会转换成10进制
public class BinaryTest {
public static void main(String[] args) {
int n1 = 0b1010;
int n2 = 1010;
int n3 = 01010;
int n4 = 0x10101;
System.out.println("n1 = " + n1);
System.out.println("n2 = " + n2);
System.out.println("n3 = " + n3);
System.out.println("n4 = " + n4);
}
}
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# 进制的转换(基本功)
88 ~ 96 讲
第一组:
- 二进制转十进制
- 八进制转十进制
- 十六进制转十进制
第二组:
- 十进制转二进制
- 十进制转八进制
- 十进制转十六进制
第三组
- 二进制转八进制
- 二进制转十六进制
第四组
- 八进制转二进制
- 十六进制转二进制
二进制转换成十进制示例
八进制转换成十进制示例
十六进制转换成十进制示例
规则:从最低位(右边)开始,将每个位上的数提取出来,乘以 16 的(位数-1)次方,然后求和。
案例:请将 0x23A 转成十进制的数
0x23A = 10 * 16^0 + 3 * 16 ^ 1 + 2 * 16^2 = 10 + 48 + 512 = 570
课堂练习:请将
0b110001100 转成 十进制
02456 转成十进制
0xA45 转成十进制
十进制转换成二进制
规则:将该数不断除以 2,直到商为 0 为止,然后将每步得到的余数倒过来,就是对应的二进制。
案例:请将 34 转成二进制
= 0B00100010
十进制转换成八进制
规则:将该数不断除以 8,直到商为 0 为止,然后将每步得到的余数倒过来,就是对应的八进制。
案例:请将 131 转成八进制 => 0203
十进制转换成十六进制
规则:将该数不断除以 16,直到商为 0 为止,然后将每步得到的余数倒过来,就是对应的十六进制。
案例:请将 237 转成十六进制 => 0xED
课堂练习:(一定要练习,使用计算器/用程序去验证)
123 转成 二进制 => ?
678 转成八进制 => ?
8912 转成十六进制 => ?
二进制转换成八进制
规则:从低位开始,将二进制数每三位一组,转成对应的八进制数即可。
案例:请将 ob11010101 转成八进制
ob11(3)010(2)101(5) => 0325
二进制转换成十六进制
规则:从低位开始,将二进制数每四位一组,转成对应的十六进制数即可。
案例:请将 ob11010101 转成十六进制
ob1101(D)0101(5) = 0xD5
课堂练习:请将
0b11100101 转成 八进制
0b1110010110 转成 十六进制
八进制转换成二进制
规则:将八进制数每 1 位,转成对应的一个 3 位的二进制数即可。
案例:请将 0237 转成二进制
02(010)3(011)7(111) = 0b10011111
十六进制转换成二进制
规则:将十六进制数每 1 位,转成对应的 4 位的一个二进制数即可。
案例:请将 0x23B 转成二进制
0x2(0010)3(0011)B(1011) = 0b001000111011
课堂练习:请将
01230 转成 二进制
0xAB29 转成二进制
# 位运算介绍
98讲,位运算和进制是有密切关系的
请看下面的代码段,回答 a,b,c,d,e 结果是多少?
public static void main(String []args)
{
int a=1>>2; // 1 向右位移 2 位
int b=-1>>2; // 算术右移
int c=1<<2; // 算术左移
int d=-1<<2; //
int e=3>>>2; // 无符号右移
//a,b,c,d,e 结果是多少
System.out.println("a="+a);
System.out.println("b="+b);
System.out.println("c="+c);
System.out.println("d="+d);
System.out.println("e="+e);
}
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请回答在 java 中,下面的表达式运算的结果是: (位操作),
~2=? // 按位取反
2&3=?// 2 按位与 3
2|3=?
~-5=?
13&7=?
5|4=?
-3^3=?//^ 按位异或
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# 原码,反码与补码
99讲
二进制在运算中的说明
- 二进制是逢2进位的进位制,0、1是基本算符。
- 现代的电子计算机技术全部采用的是二进制,因为它只使用0、11两个数字符号,非常简单方便,易于用电子方式实现。计算机内部处理的信息,都是采用二进制数来表示的。二进制(Binary)规则是“逢2进1”,数字1在不同的位上代表不同的值,按从右至左的次序,这个值以二倍递增。
原码、反码、补码(重点 难点)
网上对原码反码,补码的解释过于复杂,我这里精简几句话:(背下来)
对于有符号的而言:
- 二进制的最高位是符号位:0表示正数,1表示负数
- 正数的原码,反码,补码都一样(仨码合一)
- 负数的反码=它的原码符号位不变,其它位取反(0->1,1->0)
- 负数的补码=它的反码+1,负数的反码=负数的补码-1
- 0的反码,补码都是0
- java没有无符号数,换言之,java中的数都是有符号的
- 在计算机运算的时候,都是以补码的方式来运算的。
- 当我们看运算结果的时候,要看他的原码(重点)
# 位运算符详解
100~101讲
java 中有 7 个位运算(&、|、 ^ 、~、>>、<<和 >>>)
按位与&、按位或|、按位异或^,按位取反~,它们的运算规则是:
- 按位与& 两位全为1,结果为1,否则为0
- 按位或| 两位有一个为1,结果为1,否则为0
- 按位异或^ 两位一个为0. 一个为1,结果为1,否则为0
- 按位取反~ 0->1, 1->0
比如:283=?-2=22=?213=?23=? Bitoperator.java 完成前面的案例
- 算术右移 >>:低位溢出, 符号位不变, 并用符号位补溢出的高位
- 算术左移 <<: 符号位不变, 低位补 0
>>>
逻辑右移也叫无符号右移,运算规则是: 低位溢出,高位补 0- 特别说明:没有 <<< 符号
应用案例 BitOperator02.java
- int a=1>>2; //1 => 00000001 => 00000000 本质:1 / 2 / 2 =0
- int c=1<<2; //1 => 00000001 => 00000100 本质:1 * 2 * 2 = 4
建议:掌握老师讲解的即可,不用再深入.
# 本章作业
小数的取模请参考公式