《Java编程思想》第五版:第四章 运算符

Think in Java （5th）On Java 8 系列:
第5版Java编程思想，基于java8，由于第4版是基于java5，中间有很多变化，作者 [美] Bruce Eckel 更新了这一java入()quan)门(tui)指南，本书只有电子版，可在github上找到中文翻译版：https://github.com/LingCoder/OnJava8

这里只记录平时用的较少、比较冷门的知识点、或者非常非常重要的知识点做记录。

Java 是从 C++ 的基础上做了一些改进和简化发展而成的。

几乎所有运算符都只能操作基本类型（Primitives）。唯一的例外是 =、== 和 !=，它们能操作所有对象（这也是令人混淆的一个地方）。除此以外，String 类支持 + 和 +=。

赋值

基本类型的赋值都是直接的，而不像对象，赋予的只是其内存的引用。

a = b ，如果 b 是基本类型，那么赋值操作会将 b 的值复制一份给变量 a， 此后若 a 的值发生改变是不会影响到 b 的。

如果是为对象赋值，当对一个对象进行操作时，我们实际上操作的是它的引用。所以我们将右边的对象赋予给左边时，赋予的只是该对象的引用。此时，两者指向的堆中的对象还是同一个。 改变a 也就改变了 b。这是因为 a 和 b 此时指向的是堆中同一个对象。（a 原始对象的引用在 b 赋值给其时丢失，它引用的对象会在垃圾回收时被清理），这种现象通常称为别名（aliasing）

但是假若你不想出现这里的别名引起混淆的话，你可以

a.name = b.name;

这样做保留了两个单独的对象， 而不是丢弃一个并将 a 和 b 绑定到同一个对象。

方法传参：当你将引用传递给方法时，它仍指向同一对象。

a = b = c = 1;

算术运算符 包括加号 +、减号 -、除号 /、乘号 * 以及取模 %（从整数除法中获得余数）。整数除法会直接砍掉小数，而不是进位。

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

递增 ++ 和递减 --，意为“增加或减少一个单位。

“前递增”表示 ++ 运算符位于变量或表达式的前面；而“后递增”表示 ++ 运算符位于变量的后面， 递减同理。前缀时会先执行递增/减运算，再返回值。后缀时会先返回值，再执行递增/减运算。

前递增就是先加，后递增就是后加

关系运算符

关系运算符包括小于 <，大于 >，小于或等于 <=，大于或等于 >=，等于 == 和不等于 ！=。

== 和 != 比较的是对象引用

// operators/Equivalence.java
public class Equivalence {
   public static void main(String[] args) {
       Integer n1 = 47;
       Integer n2 = 47;
       System.out.println(n1 == n2);
       System.out.println(n1 != n2);
  }
}
//sout: true / false

因为 Integer 内部维护着一个 IntegerCache 的缓存，默认缓存范围是 [-128, 127]，所以 [-128, 127] 之间的值用 == 和 != 比较也能能到正确的结果

如果47换成128，那么就会输出 false/true

实际使用时要用覆写后的 equals()方法进行比较 ：equals() 的默认行为是比较对象的引用而非具体内容。因此，除非你在新类中覆写 equals() 方法，否则我们将获取不到想要的结果。好在大多数 Java 库类通过覆写 equals() 方法比较对象的内容而不是其引用。

逻辑运算符

每个逻辑运算符 && （AND）、||（OR）和 !（非）根据参数的逻辑关系生成布尔值 true 或 false。

但是 请注意，如果在预期为 String 类型的位置使用 boolean 类型的值，则结果会自动转为适当的文本格式（即 "true" 或 "false" 字符串）。

逻辑运算符支持一种称为“短路”（short-circuiting）的现象。整个表达式会在运算到可以明确结果时就停止并返回结果，这意味着该逻辑表达式的后半部分不会被执行到。

字面常量值

通常，当我们向程序中插入一个字面值常量（Literal）时，编译器会确切地识别它的类型。当类型不明确时，必须辅以字面值常量关联来帮助编译器识别。

在文本值的后面添加字符可以让编译器识别该文本值的类型。对于 Long 型数值，结尾使用大写 L 或小写 l 皆可（不推荐使用 l，因为容易与阿拉伯数值 1 混淆）。大写 F 或小写 f 表示 float 浮点数。大写 D 或小写 d 表示 double 双精度。

       int i1 = 0x2f; // 16进制 (小写)
       int i2 = 0X2F; // 16进制 (大写)
       int i3 = 0177; // 8进制 (前导0)
       char c = 0xffff; // 最大 char 型16进制值
       byte b = 0x7f; // 最大 byte 型16进制值 01111111;
       short s = 0x7fff; // 最大 short 型16进制值
       long n1 = 200L; // long 型后缀
       long n2 = 200l; // long 型后缀 (容易与数值1混淆)
       long n3 = 200;
       byte blb = (byte)0b00110101;
       short bls = (short)0B0010111110101111;
       int bli = 0b00101111101011111010111110101111;
       long bll = 0b00101111101011111010111110101111;
       float f1 = 1;
       float f2 = 1F; // float 型后缀
       float f3 = 1f; // float 型后缀
       double d1 = 1d; // double 型后缀
       double d2 = 1D; // double 型后缀

十六进制（以 16 为基数），适用于所有整型数据类型，由前导 0x 或 0X 表示，后跟 0-9 或 a-f （大写或小写）。

八进制（以 8 为基数）由 0~7 之间的数字和前导零 0 表示。

Java 7 引入了二进制的字面值常量，由前导 0b 或 0B 表示，它可以初始化所有的整数类型。

下划线

Java 7 中有一个深思熟虑的补充：我们可以在数字字面量中包含下划线 _，以使结果更清晰。这对于大数值的分组特别有用。代码示例：

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);
/***********输出结果***********/
/*
3.41435936445667E8
101111101011111010111110101111
2fafafaf
7fe9b7aa
*/

下面是合理使用的规则：

1. 仅限单 _，不能多条相连。
2. 数值开头和结尾不允许出现 _。
3. F、D 和 L的前后禁止出现 _。
4. 二进制前导 b 和 十六进制 x 前后禁止出现 _。

指数计数法

// 大写 E 和小写 e 的效果相同:
       float expFloat = 1.39e-43f;
       expFloat = 1.39E-43f;
       System.out.println(expFloat);
       double expDouble = 47e47d; // 'd' 是可选的
       double expDouble2 = 47e47; // 自动转换为 double
       System.out.println(expDouble);
//输出 1.39E-434.7E48

第一行的赋值语句中，因为编译器通常会将指数作为 double 类型来处理，所以假若没有这个后缀字符 f，编译器就会报错，提示我们应该将 double 型转换成 float 型。

位运算符

“与运算符” & ：两个输入位都是 1 ，结果才是 1，否则 0

“或运算符” | ：至少有一个是 1 ，结果就是 1

“异或运算符” ^ ：一个是 1，另一个不是 1 ，结果才是 1

“非运算符” ~ ：对1个自变量 取反， 其他所有运算符都是二元运算符）

位运算符和逻辑运算符都使用了同样的字符，只不过数量不同。位短，所以位运算符只有一个字符。位运算符可与等号 = 联合使用以接收结果及赋值：&=，|= 和 ^= 都是合法的（由于 ~ 是一元运算符，所以不可与 = 联合使用）。

我们将 Boolean 类型被视为“单位值”（one-bit value），所以它多少有些独特的地方。我们可以对 boolean 型变量执行与、或、异或运算，但不能执行非运算（大概是为了避免与逻辑“非”混淆）。对于布尔值，位运算符具有与逻辑运算符相同的效果，只是它们不会中途“短路”。

移位运算符

只能用于处理整数类型。

左移位运算符 << 能将其左边的运算对象向左移动右侧指定的位数（在低位补 0） 。

右移位运算符 >> 则相反。 右移位运算符有“正”、“负”值：若值为正，则在高位插入 0；若值为负，则在高位插入 1。

Java 也添加了一种“不分正负”的右移位运算符（>>>），它使用了“零扩展”（zero extension）：无论正负，都在高位插入 0。这一运算符是 C/C++ 没有的。

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。

三元运算符

三元运算符，也称为条件运算符。与 if-else 不同的是，三元运算符是有返回结果的。

布尔表达式 ? 值 1 : 值 2

若表达式计算为 true，则返回结果 值 1 ；如果表达式的计算为 false，则返回结果 值 2。

字符串运算符

运用 String + 时有一些有趣的现象。若表达式以一个 String 类型开头（编译器会自动将双引号 "" 标注的的字符序列转换为字符串），那么后续所有运算对象都必须是字符串。

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。 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。 如果需要控制表达式的计算顺序可以使用括号 ()

类型转换 Casting

假设我们为 float 变量赋值一个整数值，计算机会将 int 自动转换成 float。

若将数据类型进行“向下转换”（Narrowing Conversion）的操作（将容量较大的数据类型转换成容量较小的类型），可能会发生信息丢失的危险。 “向上转换”（Widening conversion），则不必进行显式的类型转换，因为较大类型的数据肯定能容纳较小类型的数据，不会造成任何信息的丢失。

我们对小于 int 的基本数据类型（即 char、byte 或 short）执行任何算术或按位操作，这些值会在执行操作之前类型提升为 int，并且结果值的类型为 int。若想重新使用较小的类型，必须使用强制转换（由于重新分配回一个较小的类型，结果可能会丢失精度）。通常，表达式中最大的数据类型是决定表达式结果的数据类型。float 型和 double 型相乘，结果是 double 型的；int 和 long 相加，结果是 long 型。

截断和舍入

从 float 和 double 转换为整数值时，小数位将被截断。若你想对结果进行四舍五入，可以使用 java.lang.Math 的 round() 方法：