Java編程基礎(chǔ)及應(yīng)用運算符表達式和語句

第三章運算符、表達式和語句3.1運算符與表達式的分類3.2語句以及基本控制結(jié)構(gòu)3.3

本章小結(jié)3.1運算符的表達式與分類對數(shù)據(jù)進行加工和處理稱為運算，表示各種運算的符號稱為運算符，參與運算的數(shù)據(jù)稱為操作數(shù)。運算符和操作數(shù)的數(shù)據(jù)類型必須匹配才能進行相應(yīng)的運算。按照運算類型，可以將運算符分成以下幾類：算術(shù)運算符，關(guān)系運算符，條件運算符，邏輯運算符，賦值運算符，其它運算符。表達式是由運算符、操作數(shù)和方法調(diào)用按照語言的語法構(gòu)造而成的符號序列。表達式可用于一個公式的計算，為變量賦值以及控制程序的執(zhí)行流程。3.1.1算術(shù)運算符Java語言支持所有的浮點型和整數(shù)型數(shù)據(jù)進行各種算術(shù)運算。算術(shù)運算符用于完成數(shù)學(xué)上的加、減、乘、除四則運算。算術(shù)運算符包含一元和二元運算符兩類。二元運算符包括+（加）、-（減）、*（乘）、/（除）和%（取余），其中前四個運算符既可以用于整數(shù)型數(shù)據(jù)，也可以用于浮點型數(shù)據(jù)，而“%”僅用于整數(shù)型數(shù)據(jù)，求兩個操作數(shù)相除后的余數(shù)。3.1.1算術(shù)運算符運算符用例功能+a+b求a與b之和-a-b求a與b之差*a*b求a與b之積/a/b求a與b之商%a%b求a與b相除的余數(shù)

算術(shù)運算符的使用基本上與數(shù)學(xué)中的加減乘除一樣，也是先乘除后加減，必要時加上括號表示運算的先后順序。二元運算符的用法如表3-1。表3-1二元算術(shù)運算符3.1.1算術(shù)運算符◆一元運算符包括++（自加）、--（自減）、-（負(fù)號）。只能用于整數(shù)類型的變量，而不能用于常量或表達式。“++”和“--”既可以出現(xiàn)在變量的左邊，也可以出現(xiàn)在變量的右邊?！羟爸眠\算：++、--位于操作數(shù)之前，如++x；--x；先改變變量的值后引用。例如：inti=5,j;j=++i;//結(jié)果為i=6,j=6下面我們來看一段簡單的代碼。3.1.1算術(shù)運算符例3.1數(shù)字和字符之間的求和，這需要將字符首先轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的ASCLL碼值。程序運行結(jié)果：763.1.2關(guān)系運算符關(guān)系運算符用于進行兩個操作數(shù)之間的比較運算。關(guān)系運算符有六種：>（大于）、<（小于）、>=（大于等于）、<=（小于等于）、==（等于）和!=（不等于）。關(guān)系運算的結(jié)果是布爾類型，即若關(guān)系成立，結(jié)果值為true；否則，結(jié)果值為false。關(guān)系運算符的用法如表3-2.結(jié)果為數(shù)值類型的變量或表達式，可以通過關(guān)系運算符形成關(guān)系表達式。例如：24>8(x+y+z)>6*x3.1.2關(guān)系運算符運算符用例功能>a>b如果a>b成立，結(jié)果為true，否則為false<a<b如果a<b成立，結(jié)果為true，否則為false>=a>=b如果a>=b成立，結(jié)果為true，否則為false<=a<=b如果a<=b成立，結(jié)果為true，否則為false==a==b如果a==b成立，結(jié)果為true，否則為false!=a!=b如果a!=b成立，結(jié)果為true，否則為false表3-2關(guān)系運算符3.1.3邏輯運算符邏輯運算符是對布爾類型操作數(shù)進行的與、或、非、異或等運算，運算結(jié)果仍然為布爾類型。邏輯運算也稱布爾運算。（1）邏輯“與”和邏輯“或”邏輯“與”和邏輯“或”運算都是二元運算符，操作數(shù)是boolean型的變量或求值結(jié)果為boolean型數(shù)據(jù)的表達式。“&&”的運算法則是：當(dāng)兩個操作元的值都為true時，運算結(jié)果為true，否則為false。3.1.3邏輯運算符“||”的運算法則是：當(dāng)兩個操作元的值都是false時，運算結(jié)果是false；否則為true。在判斷組合條件時，經(jīng)常使用“&&”和“||”，因為“&&”和“||”具有短路計算功能。所謂的短路計算功能是指在組合條件中，從左至右依次判斷條件是否滿足，一旦能夠確定結(jié)果，就立即終止計算，不再進行右邊剩余的操作。3.1.3邏輯運算符例如：false&&(a>b)//結(jié)果是false(34>21)||(a==b)//結(jié)果是true由于false參與“&&”運算，結(jié)果必然是false，就不必再計算（a>b）的值；同理，（34>21）的值是true，它參與“||”運算，結(jié)果必然為true，也不必再計算后面的(a==b)的值，立即結(jié)束運算，提高效率。3.1.3邏輯運算符（2）邏輯“非”邏輯“非”運算的符號是“！”，是單目運算符，操作數(shù)在左邊。當(dāng)操作元的值為true時，運算結(jié)果為false；反之為true。結(jié)合性從左至右。（3）邏輯表達式結(jié)果為boolean型的變量或者表達式，可以通過邏輯運算符形成邏輯表達式。例如：22>6&&3<2x!=0||y!=0。3.1.3邏輯運算符例3.2下面看一個小程序：與運算中的兩個操作數(shù)相對應(yīng)的位置都為1，結(jié)果才為1，否則結(jié)果為0。//And.javapublicclassAnd{ publicstaticvoidmain(String[]args){ inta=128; intb=127; System.out.println("a和b邏輯與的結(jié)果是："+(a&b)); }}程序運行結(jié)果：a和b邏輯與的結(jié)果是：03.1.3邏輯運算符下面分析這個程序：“a”的值是128，轉(zhuǎn)換成二進制就是10000000，而“b”的值是128，轉(zhuǎn)換成二進制就是01111111。根據(jù)與運算符的運算規(guī)律，只有兩個位都是1，結(jié)果才是1，可以知道結(jié)果就是00000000，即0。3.1.4賦值運算符賦值運算符：=。賦值運算符是雙目運算符，左面的操作數(shù)必須是變量，不能是常量或表達式。賦值運算的本質(zhì)是首先計算右面表達式的值，再將表達式的值賦給左邊的變量。注意：不要將賦值運算符“=”與等號運算符“==”混淆。賦值運算符看起來是比較簡單的，但是需要注意“+=”、“-=”、“×=”、“/=”、“%=”都表示一個符號。3.1.4賦值運算符例3.3試運行以下兩個程序，看看結(jié)果，并找出區(qū)別。你會發(fā)現(xiàn)Compare1這個程序出現(xiàn)編譯錯誤，因為s+1得到的結(jié)果是int型的，需要改為s+=1（如Compare2.java），這樣便不會報錯。程序運行結(jié)果：53.1.5移位運算符移位運算是對整數(shù)型的操作數(shù)按二進制的位進行運算，運算結(jié)果仍然是整數(shù)型數(shù)值，分為左移位操作和右移位操作。（1）左移位運算符左移位運算符的符號為“<<”，是二元運算符。左移位運算符左面的操作元稱為被移位數(shù)，右面的操作數(shù)稱為移位量。例如：a<<n運算的結(jié)果是通過將a的所有位都左移n位，每左移一個位，左邊的高階位上的0或1被移除丟棄，并用0填充右面的低位。3.1.5移位運算符（2）右移位運算符右移位運算的符號為“>>”，是雙目運算符。假設(shè)a是一個被移位的整型數(shù)據(jù)，n是移位量。a>>n運算的結(jié)果是通過將a的所有位都右移n位，每右移一位，右面的低階位都被移除丟棄，并用0或1填充左面的高位，a是正數(shù)用0填充，負(fù)數(shù)時用1填充。正數(shù)不斷右移的最后結(jié)果一定是0，而負(fù)數(shù)不斷右移的最后結(jié)果是-1。3.1.6位運算符（1）“按位與”運算符“&”是雙目運算符，對兩個整型數(shù)據(jù)a、b按位進行與運算，運算結(jié)果是一個整型數(shù)據(jù)c。運算法則是：如果a、b兩個數(shù)據(jù)對應(yīng)位都是1，則c的該位是1，否則是0。例如：1001001和0101001進行“與”運算，表達如下，1001001&01010010001001

3.1.6位運算符（2）“按位或”運算符“|”是雙目運算符。對兩個整型數(shù)據(jù)a、b按位進行或運算，運算結(jié)果是一個整型數(shù)據(jù)c。運算法則是：如果a、b兩個數(shù)據(jù)對應(yīng)位都是0，則c的該位是0，否則為1.例如：1001001和0101001進行“或”運算，表達如下，1001001|010100111010013.1.6位運算符(3)“按位非”運算符“~”是一元運算符。對一個整型數(shù)據(jù)a按位進行非運算，運算結(jié)果是一個整型數(shù)據(jù)c。運算法則是：如果a對應(yīng)位是0，則c的該位是1，否則為0。例如：1001001進行“非”運算表達如下，1001001~01101103.1.6位運算符(4)“按位異或”運算符“^”是雙目運算符。對兩個整型數(shù)據(jù)a、b按位進行異或運算，運算結(jié)果是一個整型數(shù)據(jù)c。運算法則是：如果a、b兩個數(shù)據(jù)對應(yīng)位相同，則c的該位是0，否則是1。例如：1001001和0101001進行“異或”運算，表達如下，1001001^010100111000003.1.7條件運算符條件運算符是一個多元運算符，它的符號是“?:”，需要連接三個操作數(shù)，用法如下：a？b：c，要求a的值必須為boolean型數(shù)據(jù)。運算法則是：當(dāng)a的值為true時，a？b：c運算的結(jié)果是b的值；當(dāng)a的值是false時，a？b：c運算的結(jié)果是c的值。例如：8>2?10:20的結(jié)果是10；8<2?10:20的結(jié)果是20。3.1.8表達式的類型表達式的類型由運算結(jié)果的數(shù)據(jù)類型決定。根據(jù)表達式的數(shù)據(jù)類型，表達式可以分為3類：算術(shù)表達式、布爾表達式和字符串表達式。注意：（1）數(shù)據(jù)類型之間的轉(zhuǎn)換：當(dāng)一種數(shù)據(jù)類型的值賦給另一種數(shù)據(jù)類型的變量時，就會出現(xiàn)數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換。3.1.8表達式的類型在整數(shù)型和浮點型數(shù)據(jù)中，可以將數(shù)據(jù)類型按照精度從高到底排列，如下：double高級別floatlongintshortbyte低級別3.1.8表達式的類型（2）賦值運算中，數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換規(guī)則如下：當(dāng)?shù)图墑e的值賦給高級別的變量時，系統(tǒng)自動完成數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換。例如：floatx=200;//將int類型的值200轉(zhuǎn)換為float類型值200.0當(dāng)高級別的值賦給低級別的變量時，必須進行強制類型轉(zhuǎn)換。強制類型轉(zhuǎn)換形式為：（類型標(biāo)示符）待轉(zhuǎn)換的值3.1.8表達式的類型例如:inti;i=(int)26L;//將long類型值26轉(zhuǎn)換成int類型值26，結(jié)果i獲得int類型值26進行強制類型轉(zhuǎn)換時，可能會造成數(shù)據(jù)精度丟失。表達式中不同類型數(shù)據(jù)進行運算時，類型轉(zhuǎn)換規(guī)則與賦值運算相似。若雙目運算符的兩個操作數(shù)類型不同，系統(tǒng)首先將低級別的值轉(zhuǎn)換為高級別的值，再進行運算。在有些情況下，需要進行強制類型轉(zhuǎn)換。3.1.8表達式的類型例3.4整數(shù)相除,將其結(jié)果強制轉(zhuǎn)換為浮點型。程序運行結(jié)果：k=3f1=3.0f2=3.253.2語句以及基本控制結(jié)構(gòu)◆語句◆基本控制結(jié)構(gòu)3.2.1語句語句用來向計算機系統(tǒng)發(fā)出操作指令。程序由一系列語句組成。Java里的語句主要分為5類：表達式語句、空語句、復(fù)合語句、方法調(diào)用語句和控制語句。（1）表達式語句Java語言中最常見的語句就是表達式語句。表達式語句的功能是計算表達式的值。分號是語句的分隔符。例如，賦值語句：b=45;3.2.1語句（2）空語句空語句只有分號，沒有內(nèi)容，不執(zhí)行任何操作。設(shè)計空語句是為了語法需要，例如，循環(huán)語句的循環(huán)體中如果僅有一條空語句，表示執(zhí)行空循環(huán)。（3）復(fù)合語句可以用“{“和”}”把一些語句包括起來構(gòu)成復(fù)合語句，一個復(fù)合語句也稱作一個代碼塊。例如，{c=a+b；t=c/10；}3.2.1語句當(dāng)程序中某個位置在語法上只允許一條語句，而實際上要執(zhí)行多條語句才能完成某個操作時，需要將這些語句組合成一條復(fù)合語句。（4）方法調(diào)用語句方法調(diào)用語句由方法調(diào)用加一個分號組成。例如：System.out.println(“HelloWorld”);（5）控制語句控制語句完成一定的控制功能，包括條件分支語句、循環(huán)語句和轉(zhuǎn)移語句。3.2.2程序控制結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的基本思想是采用“單入口單出口”的控制結(jié)構(gòu)，基本控制結(jié)構(gòu)分為3種：順序結(jié)構(gòu)、分支結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)。面向過程程序設(shè)計和面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計是軟件設(shè)計方法的兩個重要階段，這兩種程序設(shè)計思想并不是對立的，而是繼承和發(fā)展的。其中，作為面向過程程序設(shè)計精華的結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計思想仍然是面向?qū)ο蟪毯托蛟O(shè)計方法的基石。3.2.2程序控制結(jié)構(gòu)1.順序結(jié)構(gòu)順序結(jié)構(gòu)的程序設(shè)計是最簡單的，只要按照需要解決問題的順序?qū)懗鱿鄳?yīng)的語句就行，它的執(zhí)行順序是自上而下，依次執(zhí)行。這種結(jié)構(gòu)的特點是：程序從入口點a開始，按順序執(zhí)行所有操作，直到出口點b處，所以稱為順序結(jié)構(gòu)。使用順序結(jié)構(gòu)可以獨立構(gòu)成一個簡單的完整程序，常見的輸入、計算、輸出三步曲的程序就是順序結(jié)構(gòu)。例如計算圓的面積，其程序的語句順序就是輸入圓的半徑r，計算s=3.14159*r*r，輸出3.2.2程序控制結(jié)構(gòu)圓的面積s。不過大多數(shù)情況下順序結(jié)構(gòu)都是作為程序的一部分，與其它結(jié)構(gòu)一起構(gòu)成一個復(fù)雜的程序，例如分支結(jié)構(gòu)中的復(fù)合語句、循環(huán)結(jié)構(gòu)中的循環(huán)體等。順序結(jié)構(gòu)是我們在設(shè)計程序時最常使用的結(jié)構(gòu)流程，因為確實有很多程序基本上都是采用這種自上而下的流程來設(shè)計的。這種結(jié)構(gòu)的流程圖如圖3-1所示。3.2.2程序控制結(jié)構(gòu)開始語句1語句2語句n結(jié)束……圖3-1順序結(jié)構(gòu)流程圖3.2.2程序控制結(jié)構(gòu)2.選擇結(jié)構(gòu)與分支語句程序中有些程序段的執(zhí)行是有條件的，當(dāng)條件成立時，執(zhí)行一些程序段；當(dāng)條件不成立時，執(zhí)行另一些程序段，或者不執(zhí)行。選擇結(jié)構(gòu)表示程序的處理步驟出現(xiàn)了分支，它需要根據(jù)某一特定的條件選擇其中的一個分支執(zhí)行。選擇語句有兩種：if語句和switch語句。3.2.2程序控制結(jié)構(gòu)1）if語句if語句是最常用的選擇語句，其中的條件用布爾表達式表示。如果布爾表達式的值為true，表示條件滿足，執(zhí)行某一語句；如果布爾表達式的值為false，表示條件不滿足，執(zhí)行另一語句。if語句是單分支、二分支或者多分支的語句。if語句的格式如下：if（布爾表達式）語句1else語句23.2.2程序控制結(jié)構(gòu)說明：（1）如果布爾表達式的值為true，執(zhí)行語句1；否則執(zhí)行語句2.其中else子句是可選項，如果沒有else子句，在布爾表達式的值為false時，什么也不執(zhí)行，形成單分支選擇。（2）語句1和語句2可以是一條簡單語句，也可以是復(fù)合語句或其它構(gòu)造語句。3.2.2程序控制結(jié)構(gòu)例3.5根據(jù)if語句進行判斷，如果a>3，輸出a++，否則輸出a--。程序運行結(jié)果：23.2.2程序控制結(jié)構(gòu)2）if語句嵌套程序有時需要根據(jù)多條件再選擇某一操作，這時就可以使用if-elseif-else語句。if-elseif-else語句是Java中的一條語句，由一個“if”、若干個“else-if”和一個“else”與若干個復(fù)合語句按一定規(guī)則構(gòu)成。語句的格式如下：3.2.2程序控制結(jié)構(gòu)if（表達式1）{若干語句}elseif（表達式2）{若干語句}……elseif（表達式n）{若干語句}else{若干語句}3.2.2程序控制結(jié)構(gòu)一條if-elseif-else語句的作用是根據(jù)不同的條件產(chǎn)生不同的操作，執(zhí)行規(guī)則為：if以及elseif后面的括號內(nèi)的表達式的值必須是boolean型的。該語句執(zhí)行時，首先計算if后括號中的表達式的值，如果該表達式的值為true，則執(zhí)行緊跟著的復(fù)合語句，然后就結(jié)束整個語句的執(zhí)行；如果if后括號中的表達式的值為false，就依次再計算后面的elseif的表達式的值，直到出現(xiàn)某個表達式的值為true為止，然后執(zhí)行該elseif后面的復(fù)合語句，結(jié)束整個語句的執(zhí)行。如果所有的表達式的值都是false，就執(zhí)行else后面的復(fù)合語句，結(jié)束整個語句的執(zhí)行。3.2.2程序控制結(jié)構(gòu)例3.6使用if-else嵌套語句編寫程序。程序運行結(jié)果：x=5y=53.2.2程序控制結(jié)構(gòu)3）開關(guān)語句當(dāng)要從多個分支中選擇一個分支去執(zhí)行時，雖然可以使用嵌套的if語句，但是當(dāng)嵌套層太多時會程序的可讀性差。為此，java提供了多分支選擇語句，即switch語句，switch語句能夠根據(jù)給定表達式的值，從多個分支中選擇一個分支來執(zhí)行。3.2.2程序控制結(jié)構(gòu)它的格式如下：switch（表達式）{case常量1:語句序列1；break;case常量2:語句序列2；break;………case常量n:語句序列n;default:語句序列n+1;break;}3.2.2程序控制結(jié)構(gòu)注意：（1）表達式的數(shù)據(jù)類型必須是整型或者字符型。Break語句和default語句是可選項。（2）switch語句首先計算表達式的值，如果表達式的值和某個case后面的常量值相同，就執(zhí)行該case里的若干個語句，直到碰到break語句為止。如果某個case子句中沒有break語句，一旦表達式的值與該case后面的常量值相等，在執(zhí)行完該case子句中的語句序列后，繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)的case子句中的語句序列，直到遇到break語句為止。如果沒有一個常量值與表達式的值相等，則執(zhí)行default子句中的語句序列；如果沒有default子句，switch語句不執(zhí)行任何操作。3.2.2程序控制結(jié)構(gòu)例3.7通過命令行輸入1-7之間的一個整數(shù)，輸出相應(yīng)的周一到周日的英文單詞。如果在命令行輸入：1程序運行程序，將1傳遞給args[0]，則輸出結(jié)果：

Sunday3.2.2程序控制結(jié)構(gòu)例3.8根據(jù)系統(tǒng)輸入的數(shù)值，運行相應(yīng)的程序代碼。如果在命令行輸入：3程序運行程序，將2傳遞給x，則輸出結(jié)果：BlockCn=2result=83.2.2程序控制結(jié)構(gòu)3.循環(huán)結(jié)構(gòu)循環(huán)結(jié)構(gòu)表示程序反復(fù)執(zhí)行某個或某些操作，直到某條件為假（或為真）時才可終止循環(huán)。在循環(huán)結(jié)構(gòu)中最主要的是：什么情況下執(zhí)行循環(huán)？哪些操作需要循環(huán)執(zhí)行？循環(huán)結(jié)構(gòu)的基本形式有兩種：當(dāng)型循環(huán)和直到型循環(huán)，而什么情況下執(zhí)行循環(huán)則要根據(jù)條件判斷。Java提供了3種循環(huán)結(jié)構(gòu)，包括while語句、do…while語句和for語句。他們的共同點就是根據(jù)給定條件來判斷是否執(zhí)行指定的程序段（循環(huán)體）。如果滿足執(zhí)行條件，就繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)體，否則就不再執(zhí)行循環(huán)體，結(jié)束循環(huán)語句。另外，每種語句都有自己的特點。在實際應(yīng)用中，應(yīng)該根據(jù)具體問題，選擇合適的循環(huán)語句。3.2.2程序控制結(jié)構(gòu)1）while循環(huán)while語句的格式為：while（表達式）{循環(huán)體}while語句由關(guān)鍵字while、括號中的一個值為boolean型數(shù)據(jù)的表達式和一個復(fù)合語句組成，其中的復(fù)合語句稱作循環(huán)體，循環(huán)體只有一條語句時，大括號“{}”可以省去，但是最好不要省去，這樣可以增加程序的可讀性。表達式稱作循環(huán)條件。3.2.2程序控制結(jié)構(gòu)while語句的執(zhí)行規(guī)則是：（1）計算表達式的值，如果該值為true，就進行（2），否則就進行（3）。（2）執(zhí)行循環(huán)體，再進行（1）（3）結(jié)束while語句的執(zhí)行?？梢钥闯鰜韜hile語句的特點是：先判斷，后執(zhí)行。如果一開始，布爾表達式的值就是false，則循環(huán)體一次也不執(zhí)行，所以while語句的最少執(zhí)行次數(shù)為0。3.2.2程序控制結(jié)構(gòu)例3.9階乘的計算公式為n！=n*(n-1)*(n-2)*…..*3*2*1，試計算9！。程序運行結(jié)果：9!=362880.0拓展練習(xí)：使用for循環(huán)編寫9！3.2.2程序控制結(jié)構(gòu)2）do…while語句do…while語句的語法如下：do{循環(huán)體}while（表達式）;do…while語句的執(zhí)行規(guī)則是：執(zhí)行循環(huán)體，計算布爾表達式的值，若值為true，再執(zhí)行循環(huán)體，形成循環(huán)，直到布爾表達式的值變?yōu)閒alse，結(jié)束循環(huán)，執(zhí)行do…while語句的下一條語句?？梢钥闯?，do…while循環(huán)語句的特點是先執(zhí)行，后判斷。所以，do…while語句的循環(huán)體至少執(zhí)行一次。3.2.2程序控制結(jié)構(gòu)例3.10使用do-while循環(huán)計算1+2+3+……+99。程序運行結(jié)果：sum=49503.2.2程序控制結(jié)構(gòu)3）for循環(huán)for語句是一種使用比較頻繁的循環(huán)語句，for語句的一般格式為：for（表達式1;表達式2;表達式3）{循環(huán)體}注意：（1）表達式1的作用是給循環(huán)控制變量（以及其他變量）賦初值；表達式2為布爾類型，給出循環(huán)條件；表達式3給出循環(huán)控制變量的變化規(guī)律，通常是遞增或遞減的。（2）循環(huán)體可以使一條簡單