运算符与表达式

学习目标

会使用算术、比较、逻辑、赋值、自增和条件运算符表达常见计算。
理解 &&、|| 的短路规则，区分逻辑运算和位运算的用途。
能识别常见优先级陷阱，使用括号把表达式意图写清楚。

核心知识点

专业术语

运算符（operator）：对一个或多个操作数执行计算、比较或组合的符号。
表达式（expression）：求值后产生一个结果的代码片段；表达式也可能产生副作用，如 count++。
短路求值（short-circuit evaluation）：&& 左侧为假或 || 左侧为真时不再计算右侧。
位运算（bitwise operation）：直接操作整数二进制位的 &、|、^、~ 和移位运算。
条件运算符（conditional operator）：condition ? whenTrue : whenFalse，根据条件在两个表达式中选一个。
优先级（precedence）/结合性（associativity）：决定没有括号时的分组和求值顺序，但不应代替清晰括号。

白话解释与边界

算术运算

算术运算包括 +、-、*、/、%；整数除法会截去小数，除以零会抛出异常，+ 在有字符串操作数时还会变成拼接。

比较运算

比较运算产生 boolean，基本类型比较数值；引用类型的 == 比较是否同一对象，对象内容通常使用 equals。

逻辑运算与短路

逻辑运算 !、&&、|| 处理布尔值。&& 和 || 从左向右短路，常用来先判空再访问对象；单个 & 和 | 对布尔值也能计算，但会始终计算两侧，不能拿来替代短路保护。

位运算与移位

位运算 &、|、^、~ 和移位 <<、>>、>>> 面向整数的二进制位模式；权限掩码是常见用途，普通业务计算不应为追求短小而改用位操作。

复合赋值与自增

复合赋值如 +=、*= 会先计算再写回，并包含隐式窄化规则，例如 short n = 1; n += 2; 可以编译，而 n = n + 2; 的结果是 int，需要显式转换。++/-- 的前置版本先改变值再参与表达式，后置版本先使用旧值再改变；复杂表达式中应拆成多条语句。

三元运算

三元运算符适合简单的二选一并产生一个值，分支较长时使用 if。优先级容易混淆的地方应主动加括号：乘除通常先于加减，比较先于 &&，&& 先于 ||，赋值优先级较低；完整表不如明确分组可靠。

优先级与括号

括号优先表达意图，尤其是在比较、逻辑和赋值混合的表达式中；即使语言优先级已经确定，括号也能降低维护者的理解成本。

类别	常见运算符	典型边界
算术	`+ - * / %`	整数除法截断，整数结果仍可能溢出
比较	`== != < <= > >=`	基本类型比值，引用类型 `==` 比身份
逻辑	`! &&
位	`&	^ ~ << >> >>>`
赋值	`= += -= *= /= %= ...`	复合赋值可能隐含转换，先明确目标类型
条件	`condition ? a : b`	适合简单二选一，不宜嵌套复杂条件

常用用法

`&&` 与 `||`：使用短路逻辑

短路逻辑会在结果已确定时跳过右侧表达式，常用于先判空再调用方法；有副作用的表达式不要依赖这种跳过行为。

java

// 语义：短路逻辑会在结果已确定时跳过右侧表达式，常用于先判空再调用方法。
public class ShortCircuitDemo {
    static boolean hasText(String text) {
        return text != null && !text.isBlank();
    }

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(hasText(null));
        // 输出：false
    }
}

三元运算：在表达式中选择一个值

三元运算适合简单二选一；分支包含多条语句或副作用时改用 if 更清楚。

java

// 语义：三元运算适合简单二选一。
// 初始状态：score 初始为 80；result 初始为 score >= 60 ? "pass" : "retry"。
public class TernaryDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int score = 80;
// 关键变化：score 接收表达式 80 的计算结果。
// 初始状态：score 的初始值为 80。
        String result = score >= 60 ? "pass" : "retry";
        System.out.println(result);
        // 输出：pass
    }
}

不常用但需要知道

复合赋值：先计算再写回

复合赋值包含隐式窄化；count = count + 2 的结果是 int，不能把两种写法的类型规则混为一谈。

java

public class CompoundAssignmentDemo {
    public static void main(String[] args) {
        short count = 1;
// 关键变化：count 接收表达式 1 的计算结果。
// 初始状态：count 的初始值为 1。
        count += 2;
        System.out.println(count);
        // 输出：3
    }
}

位移运算：处理整数位模式

位运算适合标志位和底层编码；普通条件判断优先使用 &&、||，避免把位运算当成布尔短路。

java

public class BitOperationDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int flags = 1 << 3;
// 关键变化：flags 接收表达式 1 << 3 的计算结果。
// 初始状态：flags 的初始值为 1 << 3。
        System.out.println(flags);
        // 输出：8
    }
}

简单案例

java

public class OperatorDemo {
    static boolean hasText(String text) {
        return text != null && !text.isBlank(); // 右侧在 null 时不会执行
    }

    public static void main(String[] args) {
        int a = 7;
        int b = 3;
        System.out.println("arithmetic=" + (a / b) + "," + (a % b));
        // 输出：arithmetic=2,1

        int permissions = 0b0101;
        int write = 0b0010;
        int updated = permissions | write;
        boolean canWrite = (updated & write) != 0;
        System.out.println("permissions=" + updated + ", canWrite=" + canWrite);
        // 输出：permissions=7, canWrite=true

        String value = "Java";
        System.out.println("hasText=" + hasText(value) + ", missing=" + hasText(null));
        // 输出：hasText=true, missing=false

        int count = 4;
        int before = count++;
        int after = ++count;
        System.out.println("before=" + before + ", after=" + after + ", count=" + count);
        // 输出：before=4, after=6, count=6

        String label = count > 5 ? "many" : "few";
        System.out.println(label);
        // 输出：many

        int result = (a + b) * 2; // 用括号明确先做加法
        System.out.println("result=" + result);
        // 输出：result=20
    }
}

案例中的 hasText 展示了短路保护：传入 null 时 !text.isBlank() 不会被执行。权限位使用 | 增加标志、& 检查标志；前后置自增则通过拆开的变量展示顺序，避免把多个副作用塞入一条表达式。

易混点

&&/|| 会短路，&/| 不短路；即使对布尔值，二者也不能随意互换。
基本类型的 == 比较值，引用类型的 == 比较身份；对象内容通常使用 equals。
i++ 先返回旧值，++i 先改变再返回新值；复杂表达式应避免同时出现多个自增。
= 是赋值，== 是比较；+= 等复合赋值还可能包含隐式转换。
三元表达式只能选两个结果；条件多、分支有副作用或需要多条语句时应改用 if。
负数右移的 >> 与 >>> 结果不同，位运算不应代替一般金额或业务计算。

课后小问

user != null && user.isActive() 为什么比 user.isActive() && user != null 安全？答案：前者先判断 user 不为空，若为空就因短路跳过方法调用；后者会先调用空引用的方法而抛出异常。解析：短路运算的操作数按从左到右求值，保护条件必须放在可能失败的访问之前；这也是“先校验、后使用”的常见写法。
int x = 2 + 3 * 4 的结果是多少？怎样让它先加后乘？答案：结果是 14，因为乘法优先于加法；写成 int x = (2 + 3) * 4 后结果是 20。解析：不要依赖别人记住完整优先级表，表达意图时使用括号；括号不会改变已经明确的逻辑，只会减少阅读和维护成本。
为什么 permissions & write 能判断某个权限位是否存在？答案：按位与只保留两个数都为 1 的位，结果不为 0 就表示 write 的标志位在 permissions 中被设置。解析：位掩码适合紧凑表示多个独立开关；先定义每个标志只占一个位，并用括号明确比较范围，避免和 != 的优先级混淆。

本节小结

算术、比较和逻辑运算表达值关系，整数除法、溢出和字符串拼接都有明确边界。
&& 与 || 会短路，位运算则处理整数位模式，不能把二者当作同义写法。
复合赋值和自增会产生隐式转换或副作用，复杂场景应拆成易读的语句。
三元运算符表达简单二选一，优先级不确定时用括号明确求值分组。

快速回顾

能区分算术、比较、逻辑、位、赋值和三元运算符的用途。
能判断短路是否会执行右侧表达式，并用它保护空引用访问。
能解释前置/后置自增的差异和复合赋值的转换边界。
能用括号消除混合表达式中的优先级歧义。

继续阅读

类型转换和数值精度见：类型转换与数值精度
分支和循环见：条件判断与循环

运算符与表达式 ​

学习目标 ​

核心知识点 ​

专业术语 ​

白话解释与边界 ​

算术运算 ​

比较运算 ​

逻辑运算与短路 ​

位运算与移位 ​

复合赋值与自增 ​

三元运算 ​

优先级与括号 ​

常用用法 ​

&& 与 ||：使用短路逻辑 ​

三元运算：在表达式中选择一个值 ​

不常用但需要知道 ​

复合赋值：先计算再写回 ​

位移运算：处理整数位模式 ​

简单案例 ​

易混点 ​

课后小问 ​

本节小结 ​

快速回顾 ​

继续阅读 ​

运算符与表达式

学习目标

核心知识点

专业术语

白话解释与边界

算术运算

比较运算

逻辑运算与短路

位运算与移位

复合赋值与自增

三元运算

优先级与括号

常用用法

`&&` 与 `||`：使用短路逻辑

三元运算：在表达式中选择一个值

不常用但需要知道

复合赋值：先计算再写回

位移运算：处理整数位模式

简单案例

易混点

课后小问

本节小结

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