Н.А. Вязовик - Программирование на Java

( ) [ ] { } ; . ,

Операторы

Операторы используются в различных операциях – арифметических, логических, битовых, операциях сравнения и присваивания. Следующие 37 лексем (все состоят только из ASCII -символов) являются операторами языка Java:

= > < ! ? :

== <= >= != && || ++ --

+ - / & | ^ % << >> >>>

+= -= = = &= |= ^= %= <<= >>= >>>=

Большинство из них вполне очевидны и хорошо известны из других языков программирования, однако некоторые нюансы в работе с операторами в Java все же присутствуют, поэтому в конце лекции приводятся краткие комментарии к ним.

Пример программы

В заключение для примера приведем простейшую программу (традиционное Hello, world!), а затем классифицируем и подсчитаем используемые лексемы:

public class Demo {

/**

* Основной метод, с которого начинается

* выполнение любой Java программы.

*/

public static void main (String args[])

{

System.out.println("Hello, world!");

}

}

Итак, в приведенной программе есть один комментарий разработчика, 7 идентификаторов, 5 ключевых слов, 1 строковый литерал, 13 разделителей и ни одного оператора. Этот текст можно сохранить в файле Demo.java, скомпилировать и запустить. Результатом работы будет, как очевидно:

Hello, world!

Дополнение. Работа с операторами

Рассмотрим некоторые детали использования операторов в Java. Здесь будут описаны подробности, относящиеся к работе самих операторов. В следующей лекции детально рассматриваются особенности, возникающие при использовании различных типов данных (например, значение операции 1/2 равно 0, а 1/2. равно 0.5 ).

Операторы присваивания и сравнения

Во-первых, конечно же, различаются оператор присваивания = и оператор сравнения ==.

x = 1;

// присваиваем переменной x значение 1

x == 1 // сравниваем значение переменной x с

// единицей

Оператор сравнения всегда возвращает булевское значение true или false. Оператор присваивания возвращает значение правого операнда. Поэтому обычная опечатка в языке С, когда эти операторы путают:

// пример вызовет ошибку компилятора

if (x=0) {

// здесь должен применяться оператор

// сравнения ==

...

}

в Java легко устраняется. Поскольку выражение x=0 имеет числовое значение 0, а не булевское (и тем более не воспринимается как всегда истинное), то компилятор сообщает об ошибке (необходимо писать x==0 ).

Условие "не равно" записывается как !=. Например:

if (x!=0) {

float f = 1./x;

}

Сочетание какого-либо оператора с оператором присваивания = (см. нижнюю строку в полном перечне в разделе "Операторы") используется при изменении значения переменной. Например, следующие две строки эквивалентны:

x = x + 1;

x += 1;

Арифметические операции

Наряду с четырьмя обычными арифметическими операциями +, -, *, /, существует оператор получения остатка от деления %, который может быть применен как к целочисленным аргументам, так и к дробным.

Работа с целочисленными аргументами подчиняется простым правилам. Если делится значение a на значение b, то выражение (a/b)*b+(a%b) должно в точности равняться a. Здесь, конечно, оператор деления целых чисел span> всегда возвращает целое число. Например:

9/5 возвращает 1

9/(-5) возвращает -1

(-9)/5 возвращает -1

(-9)/(-5) возвращает 1

Остаток может быть положительным, только если делимое было положительным. Соответственно, остаток может быть отрицательным только в случае отрицательного делимого.

9%5 возвращает 4

9%(-5) возвращает 4

(-9)%5 возвращает -4

(-9)%(-5) возвращает -4

Попытка получить остаток от деления на 0 приводит к ошибке.

Деление с остатком для дробных чисел может быть произведено по двум различным алгоритмам. Один из них повторяет правила для целых чисел, и именно он представлен оператором %. Если в рассмотренном примере деления 9 на 5 перейти к дробным числам, значение остатка во всех вариантах не изменится (оно будет также дробным, конечно).

9.0%5.0 возвращает 4.0

9.0%(-5.0) возвращает 4.0

(-9.0)%5.0 возвращает -4.0

(-9.0)%(-5.0) возвращает -4.0

Однако стандарт IEEE 754 определяет другие правила. Такой способ представлен методом стандартного класса Math.IEEEremainder(double f1, double f2). Результат этого метода – значение, которое равно f1-f2*n, где n – целое число, ближайшее к значению f1/f2, а если два целых числа одинаково близки к этому отношению, то выбирается четное. По этому правилу значение остатка будет другим:

Math.IEEEremainder(9.0, 5.0) возвращает -1.0

Math.IEEEremainder(9.0, -5.0) возвращает -1.0

Math.IEEEremainder(-9.0, 5.0) возвращает 1.0

Math.IEEEremainder(-9.0, -5.0) возвращает 1.0

Унарные операторы инкрементации ++ и декрементации --, как обычно, можно использовать как справа, так и слева.

int x=1;

int y=++x;

В этом примере оператор ++ стоит перед переменной x, это означает, что сначала произойдет инкрементация, а затем значение x будет использовано для инициализации y. В результате после выполнения этих строк значения x и y будут равны 2.

int x=1;

int y=x++;

А в этом примере сначала значение x будет использовано для инициализации y, и лишь затем произойдет инкрементация. В результате значение x будет равно 2, а y будет равно 1.

Логические операторы

Логические операторы "и" и "или" ( & и | ) можно использовать в двух вариантах. Это связано с тем, что, как легко убедиться, для каждого оператора возможны случаи, когда значение первого операнда сразу определяет значение всего логического выражения. Если вторым операндом является значение некоторой функции, то появляется выбор – вызывать ее или нет, причем это решение может сказаться как на скорости, так и на функциональности программы.

Первый вариант операторов ( &, | ) всегда вычисляет оба операнда, второй же – ( &&, || ) не будет продолжать вычисления, если значение выражения уже очевидно. Например:

int x=1;

(x>0) | calculate(x) // в таком выражении

// произойдет вызов

// calculate

(x>0) || calculate(x) // а в этом - нет

Логический оператор отрицания "не" записывается как ! и, конечно, имеет только один вариант использования. Этот оператор меняет булевское значение на противоположное.

int x=1;

x>0 // выражение истинно

!(x>0) // выражение ложно

Оператор с условием ?: состоит из трех частей – условия и двух выражений. Сначала вычисляется условие (булевское выражение), а на основании результата значение всего оператора определяется первым выражением в случае получения истины и вторым – если условие ложно. Например, так можно вычислить модуль числа x:

x>0 ? x : -x

Битовые операции

Прежде чем переходить к битовым операциям, необходимо уточнить, каким именно образом целые числа представляются в двоичном виде. Конечно, для неотрицательных величин это практически очевидно:

0 0

1 1

2 10

3 11

4 100

5 101

и так далее. Однако как представляются отрицательные числа? Во-первых, вводят понятие знакового бита. Первый бит начинает отвечать за знак, а именно 0 означает положительное число, 1 – отрицательное. Но не следует думать, что остальные биты остаются неизменными. Например, если рассмотреть 8-битовое представление: