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33第3章运算符、表达式和语句主要内容运算符与表达式语句概述if条件分支语句switch开关语句循环语句break和continue语句数组与for语句3.
1运算符与表达式Java提供了丰富的运算符,如算术运算符、关系运算符、逻辑运算符、位运算符等.
Java语言中的绝大多数运算符和C语言相同,基本语句如条件分支语句、循环语句等也和C语言类似,因此,本章就主要知识点给予简单的介绍.
3.
1.
1算术运算符与算术表达式1加减运算符加减运算符+,–是二目运算符,即连接两个操作元的运算符.
加减运算符的结合方向是从左到右.
例如2+3–8,先计算2+3,然后再将得到的结果减8.
加减运算符的操作元是整型或浮点型数据,加减运算符的优先级是4级.
2乘、除和求余运算符乘、除和求余运算符*、/、%是二目运算符,结合方向是从左到右,例如2*3/8,先计算2*3,然后再将得到的结果除以8.
乘,除和求余运算符的操作元是整型或浮点型数据,*、/、%运算符的优先级是3级.
用算术运算符和括号连接起来的符合Java语法规则的式子,称为算术表达式.
如x+2*y–30+3*(y+5).
3.
1.
2自增、自减运算符自增、自减运算符++、––是单目运算符,可以放在操作元之前,也可以放在操作元之后.
操作元必须是一个整型或浮点型变量,作用是使变量的值增1或减1,例如:++x(––x)表示在使用x之前,先使x的值增(减)1.
x++(x––)表示在使用x之后,使x的值增(减)1.
粗略地看,++x和x++的作用相当于x=x+1.
但++x和x++的不同之处在于,++x是先执行x=x+1再使用x的值,而x++是先使用x的值再执行x=x+1.
如果x的原值是5,则对!
!
!
!
Java2实用教程第5版34于"y=++x;",y的值为6,对于"y=x++;",y的值为5.
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1.
3算术混合运算的精度精度从"低"到"高"排列的顺序是:byteshortcharintlongfloatdouble.
Java在计算算术表达式的值时,使用下列运算精度规则:(1)如果表达式中有双精度浮点数(double型数据),则按双精度进行运算.
例如,表达式5.
0/2+10的结果12.
5是double型数据.
(2)如果表达式中最高精度是单精度浮点数(float型数据),则按单精度进行运算.
例如,表达式5.
0F/2+10的结果12.
5是float型数据.
(3)如果表达式中最高精度是long型整数,则按long精度进行运算.
例如,表达式12L+100+'a'的结果209是long型数据.
(4)如果表达式中最高精度低于int型整数,则按int精度进行运算.
例如,表达式(byte)10+'a'和5/2的结果分别为107和2,都是int型数据.
Java允许把不超出byte、short和char的取值范围的算术表达式的值赋给byte、short和char型变量.
例如,(byte)30+'a'是结果为127的int型常量,bytex=(byte)20+'a';是正确的,但bytex=(byte)30+'b';却无法通过编译,编译错误是"可能损失精度,找到int需要byte",其原因是(byte)30+'b'的结果是int型常量,其值超出了byte变量的取值范围(见上面关于运算精度的讲述(4)).
3.
1.
4关系运算符与关系表达式关系运算符是二目运算符,用来比较两个值的关系.
关系运算符的运算结果是boolean型,当运算符对应的关系成立时,运算结果是true,否则是false.
例如,101的结果是true,3!
=5的结果是true,10>20–17的结果为true,因为算术运算符的级别高于关系运算符,10>20–17相当于10>(20–17),其结果是true.
结果为数值型的变量或表达式可以通过关系运算符(如表3.
1所示)形成关系表达式.
例如4>8,(x+y)>80等.
表3.
1关系运算符运算符优先级用法含义结合方向>=op2op1=op2op18&&9>2的结果为false,2>8||9>2的结果为true.
由于关系运算符的级别高于&&、||的级别,2>8&&8>2相当于(2>8)&&(9>2).
逻辑运算符&&和||也称作短路逻辑运算符,这是因为当op1的值是false时,&&运算符在进行运算时不再去计算op2的值,直接就得出op1&&op2的结果是false;当op1的值是true时,||运算符在进行运算时不再去计算op2的值,直接就得出op1||op2的结果是true.
3.
1.
6赋值运算符与赋值表达式赋值运算符=是二目运算符,左面的操作元必须是变量,不能是常量或表达式.
设x是一个整型变量,y是一个boolean型变量,x=20和y=true都是正确的赋值表达式,赋值运算符的优先级较低,是14级,结合方向是从右到左.
赋值表达式的值就是=左面变量的值.
例如,假如a、b是两个int型变量,那么表达式b=12和a=b=100的值分别是12和100.
注意不要将赋值运算符=与等号关系运算符==混淆,例如,12=12是非法的表达式,而表达式12==12的值是true.
3.
1.
7位运算符整型数据在内存中以二进制的形式表示,例如一个int型变量在内存中占4个字节共32位,int型数据7的二进制表示是:00000000000000000000000000000111左面最高位是符号位,最高位是0表示正数,是1表示负数.
负数采用补码表示,例如–8的补码表示是:111111111111111111111111111111000Java2实用教程第5版36这样就可以对两个整型数据实施位运算,即对两个整型数据对应的位进行运算得到一个新的整型数据.
1按位与运算按位与运算符&是双目运算符,对两个整型数据a、b按位进行运算,运算结果是一个整型数据c.
运算法则是:如果a、b两个数据对应位都是1,则c的该位是1,否则是0.
如果b的精度高于a,那么结果c的精度和b相同.
例如:a:00000000000000000000000000000111&b:10000001101001011111001110101011c:000000000000000000000000000000112按位或运算按位或运算符|是二目运算符,对两个整型数据a、b按位进行运算,运算结果是一个整型数据c.
运算法则是:如果a、b两个数据对应位都是0,则c的该位是0,否则是1.
如果b的精度高于a,那么结果c的精度和b相同.
3按位非运算按位非运算符~是单目运算符,对一个整型数据a按位进行运算,运算结果是一个整型数据c.
运算法则是:如果a对应位是0,则c的该位是1,否则是0.
4按位异或运算按位异或运算符^是二目运算符,对两个整型数据a、b按位进行运算,运算结果是一个整型数据c.
运算法则是:如果a、b两个数据对应位相同,则c的该位是0,否则是1.
如果b的精度高于a,那么结果c的精度和b相同.
由异或运算法则可知:a^a=0,a^0=a.
因此,如果c=a^b,那么a=c^b,也就是说,^的逆运算仍然是^,即a^b^b等于a.
位运算符也可以操作逻辑型数据,法则是:当a、b都是true时,a&b是true,否则a&b是false.
当a、b都是false时,a|b是false,否则a|b是true.
当a是true时,~a是false;当a是false时,~a是true.
位运算符在操作逻辑型数据时,与逻辑运算符&&、||、!
不同的是:位运算符要计算完a和b的值之后再给出运算的结果.
例如,x的初值是1,那么经过下列逻辑比较运算后,((y=1)==0))&&((x=6)==6));x的值仍然是1,但是如果经过下列位运算之后,((y=1)==0))&((x=6)==6));x的值将是6.
在下面的例子1中,利用异或运算的性质,对几个字符进行加密并输出密文,然后再解密,运行效果如图3.
1所示.
例子1Example3_1.
javapublicclassExample3_1{图3.
1异或运算第3章运算符、表达式和语句37publicstaticvoidmain(Stringargs[]){chara1='十',a2='点',a3='进',a4='攻';charsecret='A';a1=(char)(a1^secret);a2=(char)(a2^secret);a3=(char)(a3^secret);a4=(char)(a4^secret);System.
out.
println("密文:"+a1+a2+a3+a4);a1=(char)(a1^secret);a2=(char)(a2^secret);a3=(char)(a3^secret);a4=(char)(a4^secret);System.
out.
println("原文:"+a1+a2+a3+a4);}}3.
1.
8instanceof运算符该运算符是二目运算符,左面的操作元是一个对象,右面是一个类.
当左面的对象是右面的类或子类创建的对象时,该运算符运算的结果是true,否则是false(有关细节详见5.
3.
2节).
3.
1.
9运算符综述Java表达式就是用运算符连接起来的符合Java规则的式子.
运算符的优先级决定了表达式中运算执行的先后顺序.
例如,x0)y=10;z=20;elsey=-100;正确的写法是:if(x>0){y=10;z=20;}elsey=100;需要注意的是,在if-else语句中,其中的复合语句中如果只有一条语句,{}可以省略不写,但为了增强程序的可读性最好不要省略(这是一个很好的编程风格).
例子3中有两条if-else语句,其作用是根据成绩输出相应的信息,运行效果如图3.
4所示.
例子3Example3_3.
javapublicclassExample3_3{publicstaticvoidmain(Stringargs[]){intmath=65,english=85;if(math>60){System.
out.
println("数学及格了");}else{System.
out.
println("数学不及格");}if(english>90){System.
out.
println("英语是优");}else{System.
out.
println("英语不是优");}System.
out.
println("我在学习if-else语句");}}3.
3.
3if-elseif-else语句if-elseif-else语句是多条件分支语句,即根据多个条件来控制程序执行的流程.
图3.
4使用if-else语句第3章运算符、表达式和语句41if-elseif-else语句的语法格式:if(表达式){若干语句}elseif(表达式){若干语句}#else{若干语句}if-elseif-else语句的流程图如图3.
5所示.
在if-elseif-else语句中,if以及多个elseif后面的一对小括号()内的表达式的值必须是boolean类型.
程序执行if-elseif-else时,按该语句中表达式的顺序,首先计算第1个表达式的值,如果计算结果为true,则执行紧跟着的复合语句,结束当前if-elseif-else语句的执行,如果计算结果为false,则继续计算第2个表达式的值,依次类推,假设计算第m个表达式的值为true,则执行紧跟着的复合语句,结束当前if-elseif-else语句的执行,否则继续计算第m+1个表达式的值,如果所有表达式的值都为false,则执行关键字else后面的复合语句,结束当前if-elseif-else语句的执行.
图3.
5if-elseif-else多条件、多分支语句if-elseif-else语句中的else部分是可选项,如果没有else部分,当所有表达式的值都为false时,结束当前if-elseif-else语句的执行(该语句什么都没有做).
需要注意的是,在if-elseif-else语句中,其中的复合语句中如果只有一条语句,{}可以省略不写,但为了增强程序的可读性最好不要省略.
3.
4switch开关语句switch语句是单条件多分支的开关语句,它的一般格式定义如下(其中break语句是可选的).
!
!
Java2实用教程第5版42switch(表达式){case常量值1:若干个语句break;case常量值2:若干个语句break;#case常量值n:若干个语句break;default:若干语句}switch语句中"表达式"的值可以为byte、short、int、char型;"常量值1"到"常量值n"也是byte、short、int、char型,而且要互不相同.
switch语句首先计算表达式的值,如果表达式的值和某个case后面的常量值相等,就执行该case里的若干个语句直到碰到break语句为止.
如果某个case中没有使用break语句,一旦表达式的值和该case后面的常量值相等,程序不仅执行该case里的若干个语句,而且继续执行后继的case里的若干个语句,直到碰到break语句为止.
若switch语句中的表达式的值不与任何case的常量值相等,则执行default后面的若干个语句.
switch语句中的default是可选的,如果它不存在,并且switch语句中表达式的值不与任何case的常量值相等,那么switch语句就不会进行任何处理.
前面学习的分支语句(if语句、if-else语句和if-elseif-else语句)的共同特点是根据一个条件选择执行一个分支操作,而不是选择执行多个分支操作.
在switch语句中,通过合理地使用break语句,可以达到根据一个条件选择执行一个分支操作(一个case)或多个分支操作(多个case)的结果.
下面的例子4使用了switch语句判断用户从键盘输入的正整数是否为中奖号码.
例子4Example3_4.
javaimportjava.
util.
Scanner;publicclassExample3_4{publicstaticvoidmain(Stringargs[]){intnumber=0;System.
out.
println("输入正整数(回车确定)");Scannerreader=newScanner(System.
in);number=reader.
nextInt();switch(number){case9:case131:case12:System.
out.
println(number+"是三等奖");break;case209:case596:第3章运算符、表达式和语句43case27:System.
out.
println(number+"是二等奖");break;case875:case316:case59:System.
out.
println(number+"是一等奖");break;default:System.
out.
println(number+"未中奖");}}}需要强调的是,switch语句中表达式的值可以是byte、short、int、char型,但不可以是long型数据.
如果将例子4中的intnumber=0;更改为longnumber=0;将导致编译错误.
3.
5循环语句循环语句是根据条件,要求程序反复执行某些操作,直到程序"满意"为止.
3.
5.
1for循环语句for语句的语法格式:for(表达式1;表达式2;表达式3){若干语句}for语句由关键字for、一对小括号()中用分号分割的三个表达式,以及一个复合语句组成,其中的表达式2必须是一个求值为boolean型数据的表达式,而复合语句称作循环体.
循环体只有一条语句时,大括号{}可以省略,但最好不要省略,以便增加程序的可读性.
表达式1负责完成变量的初始化;表达式2是值为boolean型的表达式,称为循环条件;表达式3用来修整变量,改变循环条件.
for语句的执行规则是:(1)计算表达式1,完成必要的初始化工作.
(2)判断表达式2的值,若表达式2的值为true,则进行(3),否则进行(4).
(3)执行循环体,然后计算表达式3,以便改变循环条件,进行(2).
(4)结束for语句的执行.
for语句执行流程如图3.
6所示.
图3.
6for循环语句!
!
Java2实用教程第5版44下面的例子5计算8+88+888+8888+…的前12项和.
例子5Example3_5.
javapublicclassExample3_5{publicstaticvoidmain(Stringargs[]){longsum=0,a=8,item=a,n=12,i=1;for(i=1;ij/2){System.
out.
println(""+j+"是素数");}}}}3.
7for语句与数组JDK1.
5对for语句的功能给予扩充、增强,以便更好地遍历数组.
语法格式如下:for(声明循环变量:数组的名字){…}其中,声明的循环变量的类型必须和数组的类型相同.
这种形式的for语句类似自然语言中的"foreach"语句,为了便于理解上述for语句,可以将这种形式的for语句翻译成"对于循环变量依次取数组的每一个元素的值".
下面的例子8分别使用for语句的传统方式和改进方式遍历数组.
例子8Example3_8.
javapublicclassExample3_8{publicstaticvoidmain(Stringargs[]){inta[]={1,2,3,4};charb[]={'a','b','c','d'};for(intn=0;n0B.
m++>0C.
m=0D.
m>100&&truepublicclassE{publicstaticvoidmain(Stringargs[]){intm=10,n=0;while(【代码】){n++;}}}(3)假设有"intx=1;",以下哪个代码导致"可能损失精度,找到int需要char"这样的编译错误A.
shortt=12+'a';B.
charc='a'+1;C.
charm='a'+x;D.
byten='a'+1;3.
阅读程序(1)下列程序的输出结果是什么publicclassE{publicstaticvoidmain(Stringargs[]){charx='你',y='e',z='吃';if(x>'A'){y='苹';z='果';}第3章运算符、表达式和语句49elsey='酸';z='甜';System.
out.
println(x+","+y+","+z);}}(2)下列程序的输出结果是什么publicclassE{publicstaticvoidmain(Stringargs[]){charc='\0';for(inti=1;i0){x--;}System.
out.
print("x="+x+",y="+y);}}4.
编程题(1)编写应用程序求1!
+2!
+…+10!
.
(2)编写一个应用程序求100以内的全部素数.
(3)分别用do-while和for循环计算1+1/2!
+1/3!
+1/4!
+…的前20项和.
(4)一个数如果恰好等于它的因子之和,这个数就称为完数.
编写应用程序求1000之内的所有完数.
(5)编写应用程序,使用for循环语句计算8+88+888+…前10项之和.
(6)编写应用程序,输出满足1+2+3+…+n<8888的最大正整数n.