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JAVA面试题解惑系列(十一)——这些运算符您是否还记得

2013-11-08 
JAVA面试题解惑系列(十一)——这些运算符你是否还记得?原文地址:http://rmyd.group.iteye.com/group/topic/6

JAVA面试题解惑系列(十一)——这些运算符你是否还记得?

原文地址:http://rmyd.group.iteye.com/group/topic/6193

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有些运算符在JAVA语言中存在着,但是在实际开发中我们或许很少用到它们,在面试题中却时常出现它们的身影,对于这些运算符的含义和用法,你是否还记得呢?

自增(++)和自减(--)运算符

我们先来回答几个问题吧:

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int i = 0; int j = i++; int k = --i;  

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这段代码运行后,i等于多少?j等于多少?k等于多少?太简单了?好,继续:

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int i = 0; int j = i++ + ++i; int k = --i + i--;  

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代码执行后i、j、k分别等于多少呢?还是很简单?好,再继续:

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int i=0; System.out.println(i++);  

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这段代码运行后输出结果是什么?0?1?

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float f=0.1F; f++; double d=0.1D; d++; char c='a'; c++;  

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上面这段代码可以编译通过吗?为什么?如果你能顺利回答到这里,说明你对自增和自减运算符的掌握已经很好了。

为了分析出上面提出的几个问题,我们首先来回顾一下相关知识:

1、自增(++):将变量的值加1,分前缀式(如++i)和后缀式(如i++)。前缀式是先加1再使用;后缀式是先使用再加1。
2、自减(--):将变量的值减1,分前缀式(如--i)和后缀式(如i--)。前缀式是先减1再使用;后缀式是先使用再减1。

在第一个例子中,int j=i++;是后缀式,因此i的值先被赋予j,然后再自增1,所以这行代码运行后,i=1、j=0;而int k=--i;是前缀式,因此i先自减1,然后再将它的值赋予k,因此这行代码运行后,i=0、k=0。

在第二个例子中,对于int j=i++ + ++i;,首先运行i++,i的值0被用于加运算(+),之后i自增值变为1,然后运行++i,i先自增变为2,之后被用于加运算,最后将i两次的值相加的结果0+2=2赋给j,因此这行代码运行完毕后i=2、j=2;对于int k=--i + i--;用一样的思路分析,具体过程在此不再赘述,结果应该是i=0、k=2。

自增与自减运算符还遵循以下规律:

1、可以用于整数类型byte、short、int、long,浮点类型float、double,以及字符串类型char。
2、在Java5.0及以上版本中,它们可以用于基本类型对应的包装器类Byte、Short、Integer、Long、Float、Double、Character。
3、它们的运算结果的类型与被运算的变量的类型相同。

下面的这个例子验证以上列出的规律,它可以编译通过并执行。

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public class Test {     public static void main(String[] args) {         // 整型         byte b = 0;         b++;         // 整型         long l = 0;         l++;         // 浮点型         double d = 0.0;         d++;         // 字符串         char c = 'a';         c++;         // 基本类型包装器类         Integer i = new Integer(0);         i++;     } }  

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按位运算符

你还能说出来按位运算符一共有哪几种吗?对比下面的列表看看,有没有从你的记忆中消失了的:

1、按位与运算(&):二元运算符。当被运算的两个值都为1时,运算结果为1;否则为0。
2、按位或运算(|):二元运算符。当被运算的两个值都为0时,运算结果为0;否则为1。
3、按位异或运算(^):二元运算符。当被运算的两个值中任意一个为1,另一个为0时,运算结果为1;否则为0。
4、按位非运算(~):一元运算符。当被运算的值为1时,运算结果为0;当被运算的值为0时,运算结果为1。

这里不像我们看到的逻辑运算符(与运算&&、或运算||、非运算!)操作的是布尔值true或false,或者是一个能产生布尔值的表达式;“按位运算符”所指的“位”就是二进制位,因此它操作的是二进制的0和1。在解释按位运算符的执行原理时,我们顺便说说它们和逻辑运算符的区别。


1、逻辑运算符只能操作布尔值或者一个能产生布尔值的表达式;按位运算符能操作整型值,包括byte、short、int、long,但是不能操作浮点型值(即float和double),它还可以操作字符型(char)值。按位运算符不能够操作对象,但是在Java5.0及以上版本中,byte、short、int、long、char所对应的包装器类是个例外,因为JAVA虚拟机会自动将它们转换为对应的基本类型的数据。

下面的例子验证了这条规律:

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public class BitOperatorTest {     public static void main(String[] args) {         // 整型         byte b1 = 10, b2 = 20;         System.out.println("(byte)10 & (byte)20 = " + (b1 & b2));         // 字符串型         char c1 = 'a', c2 = 'A';         System.out.println("(char)a | (char)A = " + (c1 | c2));         // 基本类型的包装器类         Long l1 = new Long(555), l2 = new Long(666);         System.out.println("(Long)555 ^ (Long)666 = " + (l1 ^ l2));         // 浮点型         float f1 = 0.8F, f2 = 0.5F;         // 编译报错,按位运算符不能用于浮点数类型         // System.out.println("(float)0.8 & (float)0.5 = " + (f1 & f2));     } }  

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运行结果:

*(byte)10 & (byte)20 = 0
*(char)a | (char)A = 97
*(Long)555 ^ (Long)666 = 177

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2、逻辑运算符的运算遵循短路形式,而按位运算符则不是。所谓短路就是一旦能够确定运算的结果,就不再进行余下的运算。下面的例子更加直观地展现了短路与非短路的区别:

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public class OperatorTest {     public boolean leftCondition() {         System.out.println("执行-返回值:false;方法:leftCondition()");         return false;     }      public boolean rightCondition() {         System.out.println("执行-返回值:true;方法:rightCondition()");         return true;     }      public int leftNumber() {         System.out.println("执行-返回值:0;方法:leftNumber()");         return 0;     }      public int rightNumber() {         System.out.println("执行-返回值:1;方法:rightNumber()");         return 1;     }      public static void main(String[] args) {         OperatorTest ot = new OperatorTest();          if (ot.leftCondition() && ot.rightCondition()) {             // do something         }         System.out.println();          int i = ot.leftNumber() & ot.rightNumber();     } }  

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运行结果:

*执行-返回值:false;方法:leftCondition()
*
*执行-返回值:0;方法:leftNumber()
*执行-返回值:1;方法:rightNumber()

运行结果已经很明显地显示了短路和非短路的区别,我们一起来分析一下产生这个运行结果的原因。当运行“ot.leftCondition() && ot.rightCondition()”时,由于方法leftCondition()返回了false,而对于“&&”运算来说,必须要运算符两边的值都为true时,运算结果才为true,因此这时候就可以确定,不论rightCondition()的返回值是什么,“ot.leftCondition() && ot.rightCondition()”的运算值已经可以确定是false,由于逻辑运算符是短路的形式,因此在这种情况下,rightCondition()方法就不再被运行了。
而对于“ot.leftNumber() & ot.rightNumber()”,由于“leftNumber()”的返回值是0,对于按位运算符“&”来说,必须要运算符两边的值都是1时,运算结果才是1,因此这时不管“rightNumber()”方法的返回值是多少,“ot.leftNumber() & ot.rightNumber()”的运算结果已经可以确定是0,但是由于按位运算符是非短路的,所以rightNumber()方法还是被执行了。这就是短路与非短路的区别。


移位运算符

移位运算符和按位运算符一样,同属于位运算符,因此移位运算符的位指的也是二进制位。它包括以下几种:

1、左移位( < <):将操作符左侧的操作数向左移动操作符右侧指定的位数。移动的规则是在二进制的低位补0。
2、有符号右移位(>>):将操作符左侧的操作数向右移动操作符右侧指定的位数。移动的规则是,如果被操作数的符号为正,则在二进制的高位补0;如果被操作数的符号为负,则在二进制的高位补1。
3、无符号右移位(>>>):将操作符左侧的操作数向右移动操作符右侧指定的位数。移动的规则是,无论被操作数的符号是正是负,都在二进制位的高位补0。

注意,移位运算符不存在“无符号左移位( < < <)”一说。与按位运算符一样,移位运算符可以用于byte、short、int、long等整数类型,和字符串类型char,但是不能用于浮点数类型float、double;当然,在Java5.0及以上版本中,移位运算符还可用于byte、short、int、long、char对应的包装器类。我们可以参照按位运算符的示例写一个测试程序来验证,这里就不再举例了。

与按位运算符不同的是,移位运算符不存在短路不短路的问题。

写到这里就不得不提及一个在面试题中经常被考到的题目:

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请用最有效率的方法计算出2乘以8等于几?

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这里所谓的最有效率,实际上就是通过最少、最简单的运算得出想要的结果,而移位是计算机中相当基础的运算了,用它来实现准没错了。左移位“ < <”把被操作数每向左移动一位,效果等同于将被操作数乘以2,而2*8=(2*2*2*2),就是把2向左移位3次。因此最有效率的计算2乘以8的方法就是“2 < <3”。

1 楼 skying007 2011-03-23   哥们,你写的太经典了。受益匪浅!!!!

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