Java 基础 - 4. 运算符
1. 引入
在 Java 编程中，运算符是用来执行数学计算、逻辑判断、赋值和位操作等的符号。掌握运算符的使用是学习 Java 的基础之一。通过运算符，我们可以对变量进行操作，从而实现数据处理、决策控制等功能。
Java 提供了多种运算符，每种运算符都有其特定的作用和应用场景。本文将详细介绍 Java 中常用的运算符，并通过案例来帮助你理解它们的使用。
2. 介绍
Java 中的运算符可以分为以下几类：
- 算术运算符（Arithmetic Operators）：进行数学计算。
- 关系运算符（Relational Operators）：用于比较两个值的大小关系。
- 逻辑运算符（Logical Operators）：用于逻辑判断。
- 赋值运算符（Assignment Operators）：用于给变量赋值。
- 位运算符（Bitwise Operators）：对整数类型的数据进行位级操作。
- 自增自减运算符（Increment and Decrement Operators）：对变量进行自增或自减。
- 三元运算符（Ternary Operator）：简化
if-else判断。
接下来，我们将逐一介绍这些运算符，并通过具体代码示例来帮助你理解它们的使用。
3. 语法 + 案例
3.1 算术运算符
算术运算符用于执行基本的数学操作。Java 提供了加、减、乘、除、取余等常见的算术运算符。
| 运算符 | 描述 | 示例 |
|---|---|---|
+ | 加法 | a + b |
- | 减法 | a - b |
* | 乘法 | a * b |
/ | 除法 | a / b |
% | 取余 | a % b |
示例代码：
public class ArithmeticOperators {
public static void main(String[] args) {
int a = 10, b = 5;
System.out.println("a + b = " + (a + b));
System.out.println("a - b = " + (a - b));
System.out.println("a * b = " + (a * b));
System.out.println("a / b = " + (a / b));
System.out.println("a % b = " + (a % b));
}
}
输出：
a + b = 15
a - b = 5
a * b = 50
a / b = 2
a % b = 0
3.2 关系运算符
关系运算符用于比较两个值的大小关系，结果为布尔类型（true 或 false）。
| 运算符 | 描述 | 示例 |
|---|---|---|
== | 等于 | a == b |
!= | 不等于 | a != b |
> | 大于 | a > b |
< | 小于 | a < b |
>= | 大于或等于 | a >= b |
<= | 小于或等于 | a <= b |
示例代码：
public class RelationalOperators {
public static void main(String[] args) {
int a = 10, b = 5;
System.out.println("a == b: " + (a == b));
System.out.println("a != b: " + (a != b));
System.out.println("a > b: " + (a > b));
System.out.println("a < b: " + (a < b));
System.out.println("a >= b: " + (a >= b));
System.out.println("a <= b: " + (a <= b));
}
}
输出：
a == b: false
a != b: true
a > b: true
a < b: false
a >= b: true
a <= b: false
3.3 逻辑运算符
逻辑运算符用于逻辑判断，常用于条件判断中。
| 运算符 | 描述 | 示例 |
|---|---|---|
&& | 逻辑与 | a && b |
|| | 逻辑或 | a || b |
! | 逻辑非 | !a |
示例代码：
public class LogicalOperators {
public static void main(String[] args) {
boolean a = true, b = false;
System.out.println("a && b: " + (a && b));
System.out.println("a || b: " + (a || b));
System.out.println("!a: " + !a);
}
}
输出：
a && b: false
a || b: true
!a: false
3.4 赋值运算符
赋值运算符用于将值赋给变量。
| 运算符 | 描述 | 示例 |
|---|---|---|
= | 赋值 | a = b |
+= | 加法赋值 | a += b |
-= | 减法赋值 | a -= b |
*= | 乘法赋值 | a *= b |
/= | 除法赋值 | a /= b |
%= | 取余赋值 | a %= b |
示例代码：
public class AssignmentOperators {
public static void main(String[] args) {
int a = 10, b = 5;
a += b; // a = a + b
System.out.println("a += b: " + a);
a -= b; // a = a - b
System.out.println("a -= b: " + a);
a *= b; // a = a * b
System.out.println("a *= b: " + a);
a /= b; // a = a / b
System.out.println("a /= b: " + a);
a %= b; // a = a % b
System.out.println("a %= b: " + a);
}
}
输出：
a += b: 15
a -= b: 10
a *= b: 50
a /= b: 10
a %= b: 0
3.5 自增自减运算符
自增运算符（++）和自减运算符（--）用于对变量进行递增或递减操作。
| 运算符 | 描述 | 示例 |
|---|---|---|
++ | 自增 | a++ 或 ++a |
-- | 自减 | a-- 或 --a |
示例代码：
public class IncrementDecrementOperators {
public static void main(String[] args) {
int a = 5;
System.out.println("a++: " + a++); // 后缀自增
System.out.println("++a: " + ++a); // 前缀自增
System.out.println("a--: " + a--); // 后缀自减
System.out.println("--a: " + --a); // 前缀自减
}
}
输出：
a++: 5
++a: 7
a--: 7
--a: 5
3.6 三元运算符
三元运算符是一种简化的条件判断方式，它的语法形式是：条件 ? 表达式1 : 表达式2，如果条件为 true，返回表达式1，否则返回表达式2。
示例代码：
public class TernaryOperator {
public static void main(String[] args) {
int a = 10, b = 5;
String result = (a > b) ? "a 大于 b" : "a 小于或等于 b";
System.out.println(result);
}
}
输出：
a 大于 b
4. 代码说明
在上述代码示例中，我们展示了 Java 中常见的几种运算符及其使用方法。通过这些运算符，我们可以实现对数据的各种操作，完成数学计算、逻辑判断、条件控制等任务。
- 算术运算符：进行数学计算，如加、减、乘、除等。
- 关系运运算符：用于比较两个值的大小、相等性等关系，结果为布尔值 (
true或false)。 - 逻辑运算符：用于逻辑判断，常用于
if语句和循环语句中，判断多个条件是否满足。 - 赋值运算符：用于给变量赋值，支持简化的加法、减法等赋值方式。
- 自增自减运算符：通过
++和--对变量进行递增或递减，常用于循环等场景。 - 三元运算符：简化
if-else语句的一种方式，提供简洁的条件判断语法。
这些运算符是 Java 中常用的基础工具，它们帮助开发者更加高效地处理数据和控制程序的执行流程。
5. 练习题
题目 1
编写一个程序，使用 + 运算符连接两个字符串 "Hello, " 和 "World!"，并打印结果。
答案：
public class StringConcatenation {
public static void main(String[] args) {
String str1 = "Hello, ";
String str2 = "World!";
System.out.println(str1 + str2);
}
}
输出：
Hello, World!
题目 2
编写一个程序，比较两个整数 x 和 y，如果 x > y 输出 "x is greater"，否则输出 "y is greater"。
答案：
public class CompareNumbers {
public static void main(String[] args) {
int x = 15, y = 10;
System.out.println(x > y ? "x is greater" : "y is greater");
}
}
输出：
x is greater
题目 3
编写一个程序，给定一个整数 n，计算 n 的平方并输出。如果 n 为负数，输出 "Negative number"。
答案：
public class SquareNumber {
public static void main(String[] args) {
int n = -5;
if (n < 0) {
System.out.println("Negative number");
} else {
System.out.println("The square of n is: " + (n * n));
}
}
}
输出：
Negative number
题目 4
编写一个程序，使用自增运算符 (++) 和自减运算符 (--) 计算并输出如下结果：
- 初始值为 5，先自增再输出。
- 再自减一次并输出。
答案：
public class IncrementDecrement {
public static void main(String[] args) {
int a = 5;
System.out.println("a++: " + a++); // 后缀自增
System.out.println("++a: " + ++a); // 前缀自增
System.out.println("a--: " + a--); // 后缀自减
System.out.println("--a: " + --a); // 前缀自减
}
}
输出：
a++: 5
++a: 7
a--: 7
--a: 5
题目 5
编写一个程序，使用位运算符 & 和 | 对两个整数进行操作。假设两个整数 x = 6 和 y = 3，先计算 x & y，然后计算 x | y，并输出结果。
答案：
public class BitwiseOperators {
public static void main(String[] args) {
int x = 6, y = 3;
System.out.println("x & y: " + (x & y)); // 位与运算
System.out.println("x | y: " + (x | y)); // 位或运算
}
}
输出：
x & y: 2
x | y: 7
6. 总结
运算符是 Java 编程语言中的基本组成部分，它们帮助我们执行各种操作，如数学计算、逻辑判断、数据赋值等。掌握运算符的使用，不仅有助于代码的高效编写，也能提高程序的可读性与执行效率。
在实际开发中，我们可以根据需要选择合适的运算符来完成各种任务。掌握不同运算符的优点和局限，能够帮助我们编写更加简洁、清晰的代码。
希望通过本文的学习，你能更好地理解 Java 中的运算符，并灵活地应用它们来解决实际问题。
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