Java运算符与控制流详解

# Java 运算符与控制流详解 ## 1. 布尔逻辑复合赋值运算符 布尔逻辑复合赋值运算符包括 `&=`、`^=` 和 `|=`。以下是示例代码： ```java boolean b1 = false, b2 = false, b3 = false; Boolean b4 = false; b1 |= true; // true b4 ^= b1; // (1) true, unboxing in (b4 ^ b1), boxing on assignment b3 &= b1 | b2; // (2) false. b3 = (b3 & (b1 | b2)). b3 = b3 & b1 | b2; // (3) true. b3 = ((b3 & b1) | b2). ``` 在赋值操作 (1) 中，需要先拆箱以计算右侧表达式，然后装箱以赋值布尔结果。比较赋值操作 (2) 和 (3) 可以发现，操作数相同但结果不同，这体现了运算符优先级对计算的影响。 布尔逻辑复合赋值运算符的表达式及计算方式如下表所示： | 表达式 | 计算方式 | | ---- | ---- | | `b &= a` | `b = (b & (a))` | | `b ^= a` | `b = (b ^ (a))` | | `b |= a` | `b = (b | (a))` | ## 2. 条件运算符：`&&` 和 `||` 条件运算符 `&&` 和 `||` 与逻辑运算符 `&` 和 `|` 类似，但它们具有短路特性。条件运算符只能应用于布尔操作数，计算结果为布尔值。其定义如下表： | 运算符 | 描述 | | ---- | ---- | | `x && y` | 当两个操作数都为 `true` 时，结果为 `true`；否则为 `false`。 | | `x || y` | 当任一或两个操作数为 `true` 时，结果为 `true`；否则为 `false`。 | 条件运算符的真值表如下： | x | y | x && y | x || y | | ---- | ---- | ---- | ---- | | true | true | true | true | | true | false | false | true | | false | true | false | true | | false | false | false | false | ### 2.1 短路求值 在涉及条件与 (`&&`) 和条件或 (`||`) 的布尔表达式求值中，先计算左操作数，若结果可由左操作数确定，则不计算右操作数。例如： ```java Boolean b1 = 4 == 2 && 1 < 4; // false, short-circuit evaluated as // (b1 = ((4 == 2) && (1 < 4))) boolean b2 = !b1 || 2.5 > 8; // true, short-circuit evaluated as // (b2 = ((!b1) || (2.5 > 8))) Boolean b3 = !(b1 && b2); // true boolean b4 = b1 || !b3 && b2; // false, short-circuit evaluated as // (b4 = (b1 || ((!b3) && b2))) ``` 以计算布尔变量 `b4` 的值为例，其求值顺序如下： ```plaintext (b4 = (b1 || ((!b3) && b2))) -> (b4 = (false || ((!b3) && b2))) -> (b4 = (false || ((!true) && b2))) -> (b4 = (false || ((false) && b2))) -> (b4 = (false || false)) -> (b4 = false) ``` 可以看到，`b2` 未被求值，体现了短路特性。 ### 2.2 短路求值示例代码 ```java public class ShortCircuit { public static void main(String[] args) { // Boolean b1 = 4 == 2 && 1 < 4; Boolean b1 = operandEval(1, 4 == 2) && operandEval(2, 1 < 4); System.out.println(); System.out.println("Value of b1: " + b1); // boolean b2 = !b1 || 2.5 > 8; boolean b2 = !operandEval(1, b1) || operandEval(2, 2.5 > 8); System.out.println(); System.out.println("Value of b2: " + b2); // Boolean b3 = !(b1 && b2); Boolean b3 = !(operandEval(1, b1) && operandEval(2, b2)); System.out.println(); System.out.println("Value of b3: " + b3); // boolean b4 = b1 || !b3 && b2; boolean b4 = operandEval(1, b1) || !operandEval(2, b3) && operandEval(3, b2); System.out.println(); System.out.println("Value of b4: " + b4); // boolean b5 = b1 | !b3 & b2; // Using boolean logical operators boolean b5 = operandEval(1, b1) | !operandEval(2, b3) & operandEval(3, b2); System.out.println(); System.out.println("Value of b5: " + b5); } static boolean operandEval(int opNum, boolean operand) { // (1) System.out.print(opNum); return operand; } } ``` 程序输出如下： ```plaintext 1 Value of b1: false 1 Value of b2: true 1 Value of b3: true 12 Value of b4: false 123 Value of b5: false ``` 短路求值可用于确保在使用引用变量前其指向一个对象，例如： ```java if (objRef != null && objRef.doIt()) { /*...*/ } ``` 若 `objRef` 为 `null`，则不会执行 `objRef.doIt()` 方法，避免了 `NullPointerException`。 ### 2.3 条件运算符与逻辑运算符的使用场景 - 当右操作数的求值依赖于左操作数时，使用条件运算符 `&&` 和 `||`。 - 当两个操作数都必须求值时，使用布尔逻辑运算符 `&` 和 `|`。 以下示例展示了条件运算符的微妙之处： ```java if (i > 0 && i++ < 10) {/*...*/} // i is not incremented if i > 0 is false. if (i > 0 || i++ < 10) {/*...*/} // i is not incremented if i > 0 is true. ``` ## 3. 三元条件运算符：`?:` 三元条件运算符允许定义条件表达式，语法如下： ```plaintext <condition> ? <expression1> : <expression2> ``` 如果布尔表达式 `<condition>` 为 `true`，则计算 `<expression1>`；否则计算 `<expression2>`。`<expression1>` 和 `<expression2>` 必须计算为兼容类型的值。例如： ```java boolean leapYear = false; int daysInFebruary = leapYear ? 29 : 28; // 28 ``` 三元条件运算符等价于 `if-else` 语句，并且可以嵌套使用，运算符从右向左结合，例如 `(a?b?c?d:e:f:g)` 计算为 `(a?(b?(c?d:e):f):g)`。 ## 4. 其他运算符 ### 4.1 `new` 运算符 `new` 运算符用于创建对象，包括类和数组的实例。示例如下： ```java Pizza onePizza = new Pizza(); // Create an instance of the Pizza class. int[] anArray = new int[5];// Declare and construct an int array of 5 elements. ``` ### 4.2 `[]` 运算符 `[]` 符号用于声明和构造数组，以及访问数组元素。示例如下： ```java int[] anArray = new int[5]; anArray[4] = anArray[3]; // Element at index 4 gets value of element at index 3. ``` ### 4.3 `in