1 什么是运算符

运算符是编程语言中用于执行各种操作的特殊符号或关键字。它们用于处理变量和值，执行数学计算、逻辑运算、位运算和其他操作，以便编写复杂的程序。运算符允许程序员在代码中执行各种操作，从而实现所需的功能。

2 Java运算符的分类

• 算术运算符： 用于执行基本的数学运算，加法、减法、乘法、除法和取模（取余）等。例如，+ 表示加法运算，- 表示减法运算。
• 关系运算符： 用于比较两个值的关系，如等于、不等于、大于、小于等。关系运算符返回布尔值（true 或 false），用于条件判断。例如，== 表示等于运算，< 表示小于运算。
• 逻辑运算符： 用于执行逻辑运算，如逻辑与、逻辑或和逻辑非等。逻辑运算符通常用于布尔值的操作，它们返回布尔结果。例如，&& 表示逻辑与，|| 表示逻辑或，! 表示逻辑非。
• 赋值运算符： 用于将值赋给变量，如 = 表示赋值运算，+= 表示加并赋值。
• 自增和自减运算符： 用于增加或减少变量的值，例如 ++ 表示自增，-- 表示自减。
• 位运算符： 用于执行位级别的操作，如按位与、按位或、按位异或和位移操作等。位运算符通常用于整数数据类型。例如，& 表示按位与，| 表示按位或，<< 表示左移。
• 条件运算符（三元运算符）： 用于根据条件选择值，例如 ? : 表示条件运算符。
• 实例关系运算符： 用于比较对象引用，如 instanceof 用于检查对象是否是特定类的实例。
• 类型转换运算符： 用于将值从一种数据类型转换为另一种数据类型，如强制类型转换。

3 算式运算符

基本的四则运算 加减乘除模

• +:加法 两数相加
• -：减法 两数相减
• *：乘法 两数相乘
• /：除法 两数相除（两边都是整型时，进行整型运算）
• %：取模 两数取余（两个数必须是整数）

int a = 20;
int b = 10;

System.out.println(a + b);//30
System.out.println(a - b);//10
System.out.println(a * b);//200
System.out.println(a / b);//2
System.out.println(a % b);//0

注意事项：

• 算式运算符都是二元运算符需要两个操作数
• / % 的第二个操作数不能为0
• /：int / int 结果还是int类型，而且会向下取整

4 关系运算符

用于比较两个值的关系，返回布尔值。

• ==：等于
• !=：不等于
• <：小于
• ：大于
• <=：小于等于
• =：大于等于

int num1 = 3;
int num2 = 0;
System.out.println(num1 == num2);//false
System.out.println(num1 != num2);//true
System.out.println(num1 < num2);//false
System.out.println(num1 > num2);//true
System.out.println(num1 <= num2);//false
System.out.println(num1 >= num2);//true

注意事项：

当需要多次判断时，不能连着写，比如：3 < a < 5，Java程序与数学中是有区别的

5 逻辑运算符

用于执行逻辑运算，返回布尔值。且两边的变量表达式都要是boolean类型的。

• &&：逻辑与（与）
• ||：逻辑或（或）
• !：逻辑非（非）

1 逻辑与 &&

语法规则：表达式1 && 表达式2，左右表达式必须是boolean类型的结果。 相当于现实生活中的且，比如：如果是学生，并且 带有学生证 才可以享受半票。 两个表达式都为真，结果才是真，只要有一个是假，结果就是假。

int a = 1;
int b = 2;
System.out.println(a == 1 && b == 2); // 左为真 且 右为真 则结果为真

2 逻辑或 ||

语法规则：表达式1 || 表达式2，左右表达式必须是boolean类型的结果。 相当于现实生活中的或，比如：买房子交钱时，全款 或者 按揭都可以，如果全款或者按揭，房子都是你的，否则站一边去。

int a = 1;
int b = 2;
System.out.println(a == 1 || b == 2); // 左为真 且 右为真 则结果为真

注意：&& 和 || 都是短路逻辑运算符

int a = 1;
int b = 2;
System.out.println(a++ > 0 || b++ >0);//true
system.out.println(a);//2
system.out.println(b);//2

短路逻辑运算符：||如果左边为真，右边不执行。

int a = 1;
int b = 2;
System.out.println(a++ < 0 && b++ >0);//true
system.out.println(a);//2
system.out.println(b);//2

短路运算符：&&如果左边为假，右边不执行。

3 逻辑非 !

语法规则：! 表达式

真变假，假变真。

int a = 1;
System.out.println(!(a == 1)); // a == 1 为true，取个非就是false
System.out.println(!(a != 1)); // a != 1 为false，取个非就是true

注意事项：

表达式都必须是布尔类型的。

6 赋值运算符

用于将值分配给变量。

• =：赋值
• +=：加并赋值
• -=：减并赋值
• *=：乘并赋值
• /=：除并赋值
• %=：取模并赋值

该种类型运算符操作完成后，会将操纵的结果赋值给左操作数。

int x = 10;
x += 3;//13
x -= 3;//10
x *= 3;//30
x /= 3;//10
x %= 3;//1

注意事项：

赋值运算符都是先把左边的计算完，在赋值给右边。x += 3+5是等价于x = x + (3 + 5)

7 自增、自减运算符

用于增加或减少变量的值。

• ++：自增
• --：自减

int a = 3;
int b = a++;
System.out.println(a);//4
System.out.println(b);//3

int c = 3;
int d = --c;
System.out.println(c);//2
System.out.println(d);//2

后置++或者–都是先使用变量原来的值，然后在加加或者减减。

前置++或者–都是先加加或者减减，在使用变量的加加减减的值。

注意事项：

• 如果单独使用，前置和后置没有区别。
• 只有变量才能使用自增或者自减运算符。
• 自增/自减运算可以用于整数类型 byte、short、int、long，浮点类型 float、double，以及字符串类型 char。
• 在 Java 1.5 以上版本中，自增/自减运算可以用于基本类型对应的包装器类 Byte、Short、Integer、Long、Float、Double 和 Character。

8 位运算符

用于执行位级别的操作。

• &：按位与
• |：按位或
• ^：按位异或
• ~：按位非
• <<：左移
• ：带符号右移
• ：无符号右移

1 按位与 &

对两个操作数的每个位执行与操作，只有两个操作数的对应位都为1时，结果位才为1。例如，1101 & 1010 的结果是 1000。

2 按位或 | 对两个操作数的每个位执行或操作，只要两个操作数的对应位中有一个为1，结果位就为1。例如，1101 | 1010 的结果是 1111。

3 按位异或 ^

对两个操作数的每个位执行异或操作，只有两个操作数的对应位不相同时，结果位才为1。例如，1101 ^ 1010 的结果是 0111。

重要结论：

• a ^ 0 等于a
• a ^ a 等于0

4 按位非~

对单个操作数的每个位执行非操作，将0变为1，将1变为0。例如，~1101 的结果是 0010。

5 左移<<

将操作数的二进制位向左移动指定的位数，右侧用0填充。例如，5 << 2 的结果是 20，因为 5 的二进制表示是 101，左移两位后变成 10100，即十进制的 20。左移几位就是相当于乘以2^n。

6 带符号右移>>

将操作数的二进制位向右移动指定的位数，根据最高位的值用0或1填充。这保持了有符号数的符号（正负号）。例如，-8 >> 1 的结果是 -4，因为 -8 的二进制表示是 11111111111111111111111111111000，带符号右移1位后变成 11111111111111111111111111111100，即十进制的 -4。

7无符号右移>>> 类似于带符号右移，但不保留符号位，始终用0填充。这适用于无符号整数。例如，-8 >>> 1 的结果是 2147483644，因为它的二进制表示与带符号右移相同，但不考虑符号。

注意事项：

• 左移 1 位, 相当于原数字 * 2. 左移 N 位, 相当于原数字 * 2 的N次方.
• 右移 1 位, 相当于原数字 / 2. 右移 N 位, 相当于原数字 / 2 的N次方.
• 由于计算机计算移位效率高于计算乘除, 当某个代码正好乘除 2 的N次方的时候可以用移位运算代替.
• 移动负数位或者移位位数过大都没有意义.

9 三目运算符（条件运算符）

条件运算符只有一个:

• 表达式1 ? 表达式2 : 表达式3

当 表达式1 的值为 true 时, 整个表达式的值为 表达式2 的值;

当 表达式1 的值为 false 时, 整个表达式的值为 表达式3 的值.

也是 Java 中唯一的一个 三目运算符, 是条件判断语句的简化写法

// 求两个整数的最大值
int a = 10;
int b = 20;
int max = a > b ? a : b;

注意事项：

• 表达式2和表达式3的结果要是同类型的，除非能发生类型隐式类型转换
• 表达式不能单独存在，其产生的结果必须要被使用

10 实例关系运算符

用于比较对象引用。

instanceof：检查对象是否是特定类的实例 如果运算符左侧变量所指的对象，是操作符右侧类或接口(class/interface)的一个对象，那么结果为真。

String name = "James";
boolean result = name instanceof String; // 由于 name 是 String 类型，所以返回真

如果被比较的对象兼容于右侧类型，该运算符仍然返回 true。

class Vehicle {}
 
public class Car extends Vehicle {
   public static void main(String[] args){
      Vehicle a = new Car();
      boolean result =  a instanceof Car;
      System.out.println( result);
   }
}

11 类型转换运算符

用于将值从一种类型转换为另一种类型。

(type)：强制类型转换

long a = 10;
int b = (int)a;

12 运算符优先级

在一条表达式中，各个运算符可以混合起来进行运算，但是运算符的优先级不同，比如：* 和 / 的优先级要高于 +和 - ，有些情况下稍不注意，可能就会造成很大的麻烦。

只需要记住：在一条表达式中，各个运算符可以混合起来进行运算，但是运算符的优先级不同，比如：* 和 / 的优先级要高于 +和 - ，有些情况下稍不注意，可能就会造成很大的麻烦。

• 优先级：计算的先后顺序，以算术运算符为例，其默认的顺序是先乘除、后加减。但是可以通过()来改变计算的先后顺序。

如下表格汇总所有运算符的优先级，优先级的数字越大越会优先计算，其中括号的优先级是最高的。

由于Java的运算符比较多，要记住它们的优先级顺序比较困难，因此建议在开发项目中有以下建议。

1. 不要太过于依赖运算的优先级来控制表达式的执行顺序，这样可读性太差，尽量使用括号()来表达式的执行顺序。
2. 不要把一个表达式写得过于复杂，如果一个表达式过于复杂，则把它分解成几步来完成。