java2

Java的整數運算遵循四則運算規則，可以使用任意嵌套的小括號。四則運算規則和初等數學一致。例如：

// 四則運算

Run

整數的數值表示不但是精確的，而且整數運算永遠是精確的，即使是除法也是精確的，因為兩個整數相除只能得到結果的整數部分：

int x = 12345 / 67; // 184

求余運算使用%：

int y = 12345 % 67; // 12345÷67的余數是17

特別注意：整數的除法對于除數為0時運行時將報錯，但編譯不會報錯。

溢出

要特別注意，整數由于存在范圍限制，如果計算結果超出了范圍，就會產生溢出，而溢出不會出錯，卻會得到一個奇怪的結果：

// 運算溢出

Run

要解釋上述結果，我們把整數2147483640和15換成二進制做加法：

0111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000+ 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111----------------------------------------- 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0111

由于最高位計算結果為1，因此，加法結果變成了一個負數。

要解決上面的問題，可以把int換成long類型，由于long可表示的整型范圍更大，所以結果就不會溢出：

long x = 2147483640;long y = 15;long sum = x + y;System.out.println(sum); // 2147483655

還有一種簡寫的運算符，即+=，-=，*=，/=，它們的使用方法如下：

n += 100; // 3409, 相當于 n = n + 100;n -= 100; // 3309, 相當于 n = n - 100;自增/自減

Java還提供了++運算和--運算，它們可以對一個整數進行加1和減1的操作：

// 自增/自減運算

Run

注意++寫在前面和后面計算結果是不同的，++n表示先加1再引用n，n++表示先引用n再加1。不建議把++運算混入到常規運算中，容易自己把自己搞懵了。

移位運算

在計算機中，整數總是以二進制的形式表示。例如，int類型的整數7使用4字節表示的二進制如下：

00000000 0000000 0000000 00000111

可以對整數進行移位運算。對整數7左移1位將得到整數14，左移兩位將得到整數28：

int n = 7; // 00000000 00000000 00000000 00000111 = 7int a = n << 1; // 00000000 00000000 00000000 00001110 = 14int b = n << 2; // 00000000 00000000 00000000 00011100 = 28int c = n << 28; // 01110000 00000000 00000000 00000000 = 1879048192int d = n << 29; // 11100000 00000000 00000000 00000000 = -536870912

左移29位時，由于最高位變成1，因此結果變成了負數。

類似的，對整數28進行右移，結果如下：

int n = 7; // 00000000 00000000 00000000 00000111 = 7int a = n >> 1; // 00000000 00000000 00000000 00000011 = 3int b = n >> 2; // 00000000 00000000 00000000 00000001 = 1int c = n >> 3; // 00000000 00000000 00000000 00000000 = 0

如果對一個負數進行右移，最高位的1不動，結果仍然是一個負數：

int n = -536870912;int a = n >> 1; // 11110000 00000000 00000000 00000000 = -268435456int b = n >> 2; // 11111000 00000000 00000000 00000000 = -134217728int c = n >> 28; // 11111111 11111111 11111111 11111110 = -2int d = n >> 29; // 11111111 11111111 11111111 11111111 = -1

還有一種無符號的右移運算，使用>>>，它的特點是不管符號位，右移后高位總是補0，因此，對一個負數進行>>>右移，它會變成正數，原因是最高位的1變成了0：

int n = -536870912;int a = n >>> 1; // 01110000 00000000 00000000 00000000 = 1879048192int b = n >>> 2; // 00111000 00000000 00000000 00000000 = 939524096int c = n >>> 29; // 00000000 00000000 00000000 00000111 = 7int d = n >>> 31; // 00000000 00000000 00000000 00000001 = 1

對byte和short類型進行移位時，會首先轉換為int再進行位移。

仔細觀察可發現，左移實際上就是不斷地×2，右移實際上就是不斷地÷2。

位運算

位運算是按位進行與、或、非和異或的運算。

與運算的規則是，必須兩個數同時為1，結果才為1：

n = 0 & 0; // 0n = 0 & 1; // 0n = 1 & 0; // 0n = 1 & 1; // 1

或運算的規則是，只要任意一個為1，結果就為1：

n = 0 | 0; // 0n = 0 | 1; // 1n = 1 | 0; // 1n = 1 | 1; // 1

非運算的規則是，0和1互換：

n = ~0; // 1n = ~1; // 0

異或運算的規則是，如果兩個數不同，結果為1，否則為0：

n = 0 ^ 0; // 0n = 0 ^ 1; // 1n = 1 ^ 0; // 1n = 1 ^ 1; // 0

對兩個整數進行位運算，實際上就是按位對齊，然后依次對每一位進行運算。例如：

// 位運算

Run

上述按位與運算實際上可以看作兩個整數表示的IP地址10.0.17.77和10.0.17.0，通過與運算，可以快速判斷一個IP是否在給定的網段內。

運算優先級

在Java的計算表達式中，運算優先級從高到低依次是：

()! ~ ++ --* / %+ -<< >> >>>&|+= -= *= /=

記不住也沒關系，只需要加括號就可以保證運算的優先級正確。

類型自動提升與強制轉型

在運算過程中，如果參與運算的兩個數類型不一致，那么計算結果為較大類型的整型。例如，short和int計算，結果總是int，原因是short首先自動被轉型為int：

// 類型自動提升與強制轉型

Run

也可以將結果強制轉型，即將大范圍的整數轉型為小范圍的整數。強制轉型使用(類型)，例如，將int強制轉型為short：

int i = 12345;short s = (short) i; // 12345

要注意，超出范圍的強制轉型會得到錯誤的結果，原因是轉型時，int的兩個高位字節直接被扔掉，僅保留了低位的兩個字節：

// 強制轉型

Run

因此，強制轉型的結果很可能是錯的。

練習

計算前N個自然數的和可以根據公式：

\frac{(1+N)\times N}22(1+N)×N?

請根據公式計算前N個自然數的和：

// 計算前N個自然數的和public class Main { public static void main(String[] args) { int n = 100; System.out.println(sum); System.out.println(sum == 5050 ? "測試通過" : "測試失敗"); }}

Run

從

下載練習：計算前N個自然數的和 （推薦使用IDE練習插件快速下載）

小結

整數運算的結果永遠是精確的；

運算結果會自動提升；

可以強制轉型，但超出范圍的強制轉型會得到錯誤的結果；

轉自