1. 什么是运算符

计算机的最基本的用途之一就是执行数学运算，比如：

int a = 10;
int b = 20;
a + b;
a < b;

上述+ 和<等就是运算符，即：对操作数进行操作时的符号，不同运算符操作含义不同。
作为一门计算机语言，Java也提供了一套丰富的运算符来操纵变量。Java中运算符可分为以下：算术运算符(+ - * /)、关系运算符(< > ==)、逻辑运算符、位运算符、移位运算符以及条件运算符等。

2. 算术运算符

2.1基本四则运算符：加减乘除模(+ - * / %)

 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 --->模运算相当于数学中除法的余数

注意：

• 都是二元运算符，使用时必须要有左右两个操作数
• int / int 结果还是int类型，而且会向下取整

int a = 3;
int b = 2;
// 在数学中应该是1.5  但是在Java中输出结果为1  会向下取整，即小数点之后全部舍弃掉了
System.out.println(a / b);
// 如果要得到数学中的结果，可以使用如下方式
double d = a*1.0 / b;
System.out.println(d);

• 做除法和取模时，右操作数不能为0

 int a = 1;
 int b = 0;
 System.out.println(a / b)
 // 运行结果
Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero

• % 不仅可以对整型取模，也可以对double类型取模，但是没有意义，一般都是对整型取模的

System.out.println(11.5 % 2.0);
 // 运行结果1.5

• 两侧操作数类型不一致时，向类型大的提升

System.out.println(1+0.2);   // +的左侧是int，右侧是double，在加之前int被提升为double
// 故：输出1.2

2.2 增量运算符 (+= -= *= %=)

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 a = 1;
a += 2;// 相当于 a = a + 2
System.out.println(a);// 输出3
a -= 1;// 相当于 a = a - 1
System.out.println(a);// 输出2

注意：只有变量才能使用该运算符，常量不能使用。

2.3自增/自减运算符++

++是给变量的值+1，–是给变量的值-1。
【前置++】和【后置++的】区别：

1. 如果单独使用，【前置++】和【后置++】没有任何区别
2. 如果混合使用，【前置++】先+1，然后使用变量+1之后的值，【后置++】先使用变量原来的值，表达式结束时给变量+1

只有变量才能使用自增/自减运算符，常量不能使用，因为常量不允许被修改

3. 关系运算符

关系运算符主要有六个:== != < > <= >=，其计算结果是 true 或者 false 。

int a = 10;
int b = 20;
System.out.println(a == b);//false
System.out.println(a != b);//true
System.out.println(a < b); //true

注意：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

4. 逻辑运算符(重点)

逻辑运算符主要有三个:&& || !，运算结果都是 boolean类型。

4.1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。
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
System.out.println(a == 1 && b > 100);  // 左为真 但 右为假 则结果为假
System.out.println(a > 100 && b == 2);  // 左为假 但 右为真 则结果为假
System.out.println(a > 100 && b > 100); // 左为假 且 右为假 则结果为假

4.2 逻辑 ||

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。
两个表达式都为假，结果才是假，只要有一个是真，结果就是真。

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
System.out.println(a == 1 || b > 100);  // 左为真 但 右为假 则结果也为真
System.out.println(a > 100 || b == 2);  // 左为假 但 右为真 则结果也为真
System.out.println(a > 100 || b > 100); // 左为假 且 右为假 则结果为假

4.3 逻辑非 !

语法规则：! 表达式
表达式为真，结果就为假，表达式为假，结果才是真。

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

4.4短路求值

&& 和 || 遵守短路求值的规则.

System.out.println(10 > 20 && 10 / 0 == 0); // 打印 false
System.out.println(10 < 20 || 10 / 0 == 0); // 打印 true

我们都知道, 计算 10 / 0 会导致程序抛出异常. 但是上面的代码却能正常运行, 说明 10 / 0 并没有真正被求值.所以存在短路求值。
注意:

• 对于 && , 如果左侧表达式值为 false, 则表达式结果一定是 false, 无需计算右侧表达式.
• 对于 ||, 如果左侧表达式值为 true, 则表达式结果一定是 true, 无需计算右侧表达式
• & 和 | 如果表达式结果为 boolean 时, 也表示逻辑运算. 但与 && || 相比, 它们不支持短路求值

System.out.println(10 > 20 & 10 / 0 == 0); // 程序抛出异常
System.out.println(10 < 20 | 10 / 0 == 0); // 程序抛出异常

在执行完左侧表达式后，继续执行了右侧表达式，证明 & 和 |不存在短路求值 。

5. 位运算符

Java 中数据存储的最小单位是字节，而数据操作的最小单位是比特位. 字节是最小的存储单位，每个字节是由8个二进制比特位组成的，多个字节组合在一起可以表示各种不同的数据。
位运算符主要有四个:& | ~ ^

5.1按位与 &

如果两个二进制位都是 1, 则结果为 1, 否则结果为 0

int a = 10;
int b = 20;
System.out.println(a & b);

5.2按位或 |

如果两个二进制位都是 0, 则结果为 0, 否则结果为 1

 int a = 10;
 int b = 20;
 System.out.println(a | b);

5.3按位取反 ~

如果该位为 0 则转为 1, 如果该位为 1 则转为 0

 int a = 0xf;
 System.out.printf("%x\n", ~a);

5.4按位异或 ^

如果两个数字的二进制位相同, 则结果为 0, 相异则结果为 1

int a = 0x1;
int b = 0x2;
System.out.printf("%x\n", a ^ b);

注意：如果两个数相同，则异或的结果为0

6. 移位运算

移位运算符有三个:<< >> >>>，都是二元运算符，且都是按照二进制比特位来运算的。

6.1左移 <<

最左侧位不要了, 最右侧补 0.

int a = 0x10;
System.out.println(a << 1);
// 运行结果16

注意：向左移位时，丢弃的是符号位，因此正数左移可能会编程负数。

6.2右移 >>

最右侧位不要了, 最左侧补符号位(正数补0, 负数补1)

 int a = 0x10;
 System.out.println( a >> 1);
// 运行结果8   
int b = 0xffff0000;
System.out.printf("%x\n", b >> 1);
// 运行结果(注意, 是按十六进制打印的)ffff8000

6.3无符号右移 >>>

最右侧位不要了, 最左侧补 0.

 int a = 0xffffffff;
 System.out.printf("%x\n", a >>> 1);
// 运行结果7ffffff(注意, 是按十六进制打印的)

注意:

1. 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.
2. 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.
3. 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.
4. 移动负数位或者移位位数过大都没有意义.

7. 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.
注意：

1. 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

 int a = 10;
 int b = 20;
 int c = a > b? 1 : 2.0;

2. 表达式不能单独存在，其产生的结果必须要被使用。

 int a = 10;
 int b = 20;
 a > b? a : b;     // 报错：不是语句

8. 运算符的优先级

注意：运算符之间是有优先级的. 具体的规则我们不必记忆. 在可能存在歧义的代码中加上括号即可.