从0开始学大数据-Java运算符（3）

我们从零开始学习大数据技术，从java基础，到Linux技术涉猎，再深入到大数据技术的Hadoop、Spark、Storm技术，最后到大数据企业平台的搭建,层层递进，由点到面！希望技术大牛能过来指导学习。

上一节了解Java基础语法，本节我们开始学习Java基础-运算符，将会围绕以下几个知识点进行展开学习：

1. 算术运算符

2. 赋值运算符

3. 比较运算符

4. 逻辑运算符

5. 位运算符

6. 三元运算符

PS：开始之前我们先针对上节数据类型中补充的几个小问题

 

一、数据类型中补充的几个小问题

1、byte值的问题

byte b1=127;

byte b2=(byte)128; //-128

byte b3=(byte)129//-127

byte b3=(byte)130; //-126

byte的范围：-128 ~ 127

128: 10000000

-128:10000000(这里的1即是符号位，也是数值位)

2、数据类型转化之默认转换(遵循从小到大转换)

byte,short,char —int —long—float—double

long:8个字节

float:4个字节

虽然是默认转换，但因为以下原因，long默认转换为float

a、它们底层的存储结构是不同的。

b、float表示的数据范围比long的范围大

• long:      2^63-1

• float:      3.4*10^38 > 2*10^38 >2*8^38 = 2*2^3^38 = 2*2^114 > 2^63-1

3、Java语言中的字符char可以存储一个中文汉字吗，为什么呢？

• 可以，因为Java语言中的字符占用两个字节。

• Java语言采用的是Unicode编码，所有的字符都是依照Unicode进行编码的

二、运算符

运算符总览表

在我们数学中也会经常用到运算（加减乘除等），那在Java程序中也是经常要做一些运算操作都有哪些呢，那么先看一下以下针对运算和运算符的定义：

运算：是对常量和变量进行操作的过程成为运算

运算符：是对常量和变量进行操作的符号称为运算符

分类（6种）：算术运算符，赋值运算符，比较运算符，逻辑运算符，位运算符，三目运算符

那么，我们现在对各类运算符逐一的进行了解

1、算术运算符

符号：

+，-，*，/，%，++，–

注意事项：

a、整数相除只能得到整数，如果想得到小数，必须把数据变换为浮点数类型

b、/ 获取的是除法操作的商，% 获取的是除法操作的余数

下面我们先编写程序代码执行看下效果

程序执行结果：

（1）++，–运算符的使用

A：单独使用：

• 放在操作数的前面和后面效果一样，（这种情况是比较常见的）

B：参与运算使用：

• 放在操作数的前面，先自增1或者自减1，然后再参与运算。

• 放在操作数的后面，先参与运算，再自增1或者自减1。

C：作用：就是对变量进行自增或者自减。

程序举例：

放后面，程序打印出来的结果：

放前面，程序打印出来的结果

可见，我们前面总结的是对的。

• 放在操作数的前面，先自增1或者自减1，然后再参与运算。

• 放在操作数的后面，先参与运算，再自增1或者自减1。

接下来，我们进一步看一下+的用法（主要有三种）：

    A:加法

    B:正号

    C:字符串的连接符

程序举例：

程序执行结果：

可见:

* 运算规则是从左到右做运算的，"hello"+'a'+1 ，系统会先识别到hello是一个字符串，则后面的加号就是作为字符串连接符使用，与字符a连接后，形成一个新的字符串，再拼接1。

* 同样的，在'a'+1+"hello"则是先运算'a'+1(这里的加号是作加法使用)，再连接字符串hello.

2、赋值运算符

符号：

=，+=，-=，*=，/=，%=等

可以划分为以下两种：

基本的赋值运算符：=

• 把右边的数据赋值给左边。

扩展的赋值运算符：+=，-=，*=，/=，%=

• +=把左边和右边做加法，然后赋值给左边

• 同理，-=，*=，/=，%=的用法参照上述说明

程序举例：

程序执行结果：

思考题：

接下来，来思考两个问题，

• short s=1，s=s+1;

• short s=1,s+=1;

判断上面两个代码有没有问题，如果有，哪里有问题？

编写程序代码验证下：

第一种：

程序执行结果：

注意：还记得，前面我们学的 short类型做运算的时候，默认是先转换成int类型，int类型占用4个字节数，short类型占用2个字节数，遵从从小到大的转换原则，所以本程序中s=s+1做运算会损失进度。

第二种：

程序执行结果：

可见，扩展的赋值运算符其实隐含了一个强制类型转换。

• s +=1;并不等价于s = s + 1；而是等价于s = (s的数据类型)（s+1）;

• 所以通过s +=1;的执行结果是没有报错。

3、比较运算符

符号：

• ==  表示等于

• !=   表示不等于

• > 表示大于号

• >= 表示大于等于

• < 表示小于

• <= 表示小于等于

特点：

• 无论你的操作是简单还是复杂的，结果都是Boolean类型的 （false和true）

注意事项：

• "=="不能写成"=";否则会变成赋值运算。

程序举例：

程序执行结果：

可见，比较运算符对应的结果是Boolean类型的

4、逻辑运算符

符号：

• &,|,^,!

基本用法：

• & 与运算，（注意，但&两边为布尔值为逻辑与运算，当&两边为数字为位运算符）

• | 或运算

• ^ 异或运算

• ! 非运算

特殊用法：

• &&    双与运算

• ||        双或运算

特点：

• 逻辑运算符一般用于连接boolean类型的表达式或者值。

表达式：

• 就是用运算符把常量或者变量连接起来的符合java语法的式子

算术表达式：a + b

比较表达式：a == b

结论：

（1）& 逻辑与：有false则false

（2）| 逻辑或：有true则true

(3)  ^ 逻辑异或：相同为false，不同为true

    ^异或举例：

• 情侣关系： 男男，男女，女男，女女，

• 可见： 正常的情侣关系中，异性是之间才是true的

• 特别声明：这里绝对没有歧视同性之间的关系，纯属为了学习交流的^-^

(4)  !逻辑非：非false则true，非true则false

• 特点：偶数个！不改变本身的运算结果

编写以下程序对上述几种逻辑运算进行验证：

程序举例：

程序执行结果：

可见，我们的结论是正确的，逻辑运算符的基本用法也都讲完了，下面我们看看特殊用法。

程序举例（双与&& 用法）：

程序执行结果：

可见，&&与&的区别？||与|的区别？

• 两种运算符的运算结果是一样的

• &&具有短路效果，如果左边是false,则右边不执行

||与|就不再多做代码演示，可以自行尝试验证：

• 两种运算符的运算结果是一样的

• ||具有短路效果，如果左边是true，则右边就不执行，结果就为true

注意：开发中常用的逻辑运算符：

• &&

• ||

• !

5、位运算符

符号:

• & 与位运算

• | 或位运算

• ^ 异或运算

• ~ 翻转运算

• << 左移运算

• >> 右移运算

• >>>无符号右移运算

注意：

• 要做位运算，首先要把数据转换为二进制

案例：

通过下述案例，了解下位运算符的特点：

我们先分析下几条位运算符打印出来的结果：

分析： 因为是位运算，所以我们必须要把数据换算成二进制

❈

3的二进制： 11

00000000 00000000 00000000 00000011

4的二进制：100

00000000 00000000 00000000 00000100

&位与运算：有0则0

00000000 00000000 00000000 00000011

        &   00000000 00000000 00000000 00000100‍

                ———————————————

00000000 00000000 00000000 00000000

结果是：0

❈

❈

|位或运算：有1则1

00000000 00000000 00000000 00000011

  |   00000000 00000000 00000000 00000100

————————————————-

00000000 00000000 00000000 00000111

结果是：7‍

❈

❈

^位异或运算：相同则0，不同则1

00000000 00000000 00000000 00000011

^   00000000 00000000 00000000 00000100

———————————————

00000000 00000000 00000000 00000111

结果是：7‍

❈

❈

~按位取反运算：0变1，1变0

     00000000 00000000 00000000 00000011

     ———————————————-

~  11111111 11111111 11111111 11111100 （补码）‍

❈

• 因为该值得出来是原数值的补码，所以我们要进一步的求出它的原码才是我们最终要的值。如果不知道怎么运算，可以参照上一节的Java基础语法

❈

补码：11111111 11111111 11111100

反码：11111111 11111111 11111011

原码：10000000  0000000  00000100

结果是：-4‍

❈

通过分析执行程序代码，可见我们的分析是正确的：

*另外，针对^还有以下特点：

• 一个数据对另一个数据位异或两次，该数据本身不变。

程序举例：

执行结果如下：

可见，^异或运算可以用于两个数值对调的运算，建议自行编写如下代码做验证：

• a = a ^ b;

• b = a ^ b;

• a = a ^ b;

这个留给大家自己动手操作。

接下来，我们进一步看一下以下几种运算：

• <<：左移,左边最高位丢弃，右边补齐0

• >>: 右移，正数最高位是0，左边补齐0；负数最高位是1，左边补齐1

• >>>: 无符号右移，无论最高位是0还是1，左边补齐0

举例：

在执行运算之前，我们先做以下分析：

<<的移动：

❈

首先，我们需要先计算出3的二进制：11

00000000 00000000 00000000 00000011

(00)00000000 00000000 00000000 00001100

——————————————————–

左移2位，结果为：12‍

❈

• 可见，<<是把<<左边的数据*2的移动次幂，即3*2^2=12

• 同理，>>是把>>左边的数据除以2的移动次幂，即24/2^2 = 24/4 = 6

>>的移动：

❈

计算出24的二进制：11000

原码：10000000   00000000   00000000  00011000

反码：11111111  11111111    11111111  11100111

补码：11111111  11111111    11111111  11101000

1111111111  11111111   11111111   111010(00)

        右移2位，最高位补1，生成新的补码‍

❈

然后再通过以下方式求出原码，就是我们需要的结果。  

❈

补码：1111111111 11111111  11111111 111010

反码：1111111111 11111111  11111111 111001

原码：1000000000 00000000  00000000 000110

—————————————————–

结果是：-6‍

❈

>>>的移动：

❈

计算出24的二进制：11000

原码：10000000  00000000 00000000 00011000

反码：11111111  11111111 11111111 11100111

补码：11111111  11111111 11111111 11101000

0011111111 11111111 11111111 111010(00)

右移2位，最高位补0，生成新的补码‍

新的补码：0011111111  11111111 11111111 111010

❈

• 因为新生成的补码最高位为0，所以为正数，即它的原码、反码和补码的值都相同。

• 所以11111111 11111111 11111111 111010对应的十进制结果是：1073741818

程序的执行结果为：

可见，我们最终可以总结如下几点：

• <<是把<<左边的数据*2的移动次幂

• >>是把>>左边的数据除以2的移动次幂

• >>：有符号右移。正数右移高位补0，负数右移高位补1

• >>>：无符号右移。无论是正数还是负数，高位通通补0。

• 对于正数而言，>>和>>>没区别。

最后，还有一个三元运算符没讲，我们将放到下一节做专题说明。

往期文章：

从0开始学大数据-Java基础开篇（1）

从0开始学大数据-Java基础语法（2）

 

本人能力有限，如有不足，还望指正

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