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Java编程思想第4版[中文版](PDF格式)-第20部分
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个0。若两个输入位的某一个是1，但不全都是1，那么按位 XOR （^，异或）在输出位里生成一个 1。按位
NOT （~，也叫作“非”运算符）属于一元运算符；它只对一个自变量进行操作（其他所有运算符都是二元运
算符）。按位NOT 生成与输入位的相反的值——若输入 0，则输出1；输入 1，则输出0。
按位运算符和逻辑运算符都使用了同样的字符，只是数量不同。因此，我们能方便地记忆各自的含义：由于
“位”是非常“小”的，所以按位运算符仅使用了一个字符。
按位运算符可与等号（=）联合使用，以便合并运算及赋值：&=，｜=和^=都是合法的（由于~是一元运算符，
所以不可与=联合使用）。
我们将boolean （布尔）类型当作一种“单位”或“单比特”值对待，所以它多少有些独特的地方。我们可
执行按位AND，OR 和 XOR，但不能执行按位 NOT （大概是为了避免与逻辑 NOT 混淆）。对于布尔值，按位运算
符具有与逻辑运算符相同的效果，只是它们不会中途“短路”。此外，针对布尔值进行的按位运算为我们新
增了一个XOR 逻辑运算符，它并未包括在“逻辑”运算符的列表中。在移位表达式中，我们被禁止使用布尔
运算，原因将在下面解释。
3。1。8 移位运算符
移位运算符面向的运算对象也是二进制的“位”。可单独用它们处理整数类型（主类型的一种）。左移位运
算符（）则将运算符左边的运算对象向右移动运算符右侧指定的位数。“有符号”右移位运算符使用了
“符号扩展”：若值为正，则在高位插入0；若值为负，则在高位插入1。Java 也添加了一种“无符号”右
移位运算符（》》》），它使用了“零扩展”：无论正负，都在高位插入0。这一运算符是C 或C＋＋没有的。
若对 char，byte 或者 short 进行移位处理，那么在移位进行之前，它们会自动转换成一个 int。只有右侧的
5 个低位才会用到。这样可防止我们在一个 int数里移动不切实际的位数。若对一个 long 值进行处理，最后
得到的结果也是 long。此时只会用到右侧的 6 个低位，防止移动超过 long 值里现成的位数。但在进行“无
符号”右移位时，也可能遇到一个问题。若对 byte 或 short 值进行右移位运算，得到的可能不是正确的结果
（Java 1。0 和Java 1。1 特别突出）。它们会自动转换成 int 类型，并进行右移位。但“零扩展”不会发
生，所以在那些情况下会得到…1 的结果。可用下面这个例子检测自己的实现方案：
//： URShift。java
// Test of unsigned right shift
public class URShift ｛
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…………………………………………………………Page 70……………………………………………………………
public static void main（String＇＇ args） ｛
int i = …1；
i 》》》= 10；
System。out。println（i）；
long l = …1；
l 》》》= 10；
System。out。println（l）；
short s = …1；
s 》》》= 10；
System。out。println（s）；
byte b = …1；
b 》》》= 10；
System。out。println（b）；
｝
｝ ///：~
移位可与等号（=或》》》=）组合使用。此时，运算符左边的值会移动由右边的值指定的位数，再将得
到的结果赋回左边的值。
下面这个例子向大家阐示了如何应用涉及“按位”操作的所有运算符，以及它们的效果：
//： BitManipulation。java
// Using the bitwise operators
import java。util。*；
public class BitManipulation ｛
public static void main（String＇＇ args） ｛
Random rand = new Random（）；
int i = rand。nextInt（）；
int j = rand。nextInt（）；
pBinInt（〃…1〃； …1）；
pBinInt（〃＋1〃； ＋1）；
int maxpos = 2147483647；
pBinInt（〃maxpos〃； maxpos）；
int maxneg = …2147483648；
pBinInt（〃maxneg〃； maxneg）；
pBinInt（〃i〃； i）；
pBinInt（〃~i〃； ~i）；
pBinInt（〃…i〃； …i）；
pBinInt（〃j〃； j）；
pBinInt（〃i & j〃； i & j）；
pBinInt（〃i ｜ j〃； i ｜ j）；
pBinInt（〃i ^ j〃； i ^ j）；
pBinInt（〃i 》 5〃； i 》》 5）；
pBinInt（〃（~i） 》》 5〃； （~i） 》》 5）；
pBinInt（〃i 》》》 5〃； i 》》》 5）；
pBinInt（〃（~i） 》》》 5〃； （~i） 》》》 5）；
long l = rand。nextLong（）；
long m = rand。nextLong（）；
pBinLong（〃…1L〃； …1L）；
pBinLong（〃＋1L〃； ＋1L）；
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…………………………………………………………Page 71……………………………………………………………
long ll = 9223372036854775807L；
pBinLong（〃maxpos〃； ll）；
long lln = …9223372036854775808L；
pBinLong（〃maxneg〃； lln）；
pBinLong（〃l〃； l）；
pBinLong（〃~l〃； ~l）；
pBinLong（〃…l〃； …l）；
pBinLong（〃m〃； m）；
pBinLong（〃l & m〃； l & m）；
pBinLong（〃l ｜ m〃； l ｜ m）；
pBinLong（〃l ^ m〃； l ^ m）；
pBinLong（〃l 》 5〃； l 》》 5）；
pBinLong（〃（~l） 》》 5〃； （~l） 》》 5）；
pBinLong（〃l 》》》 5〃； l 》》》 5）；
pBinLong（〃（~l） 》》》 5〃； （~l） 》》》 5）；
｝
static void pBinInt（String s； int i） ｛
System。out。println（
s ＋ 〃； int： 〃 ＋ i ＋ 〃； binary： 〃）；
System。out。print（〃 〃）；
for（int j = 31； j 》=0； j……）
if（（（1 =0； i……）
if（（（1L 5； int： 1846303； binary：
00000000000111000010110000011111
（~i） 》》 5； int： …1846304； binary：
11111111111000111101001111100000
i 》》》 5； int： 1846303； binary：
00000000000111000010110000011111
（~i） 》》》 5； int： 132371424； binary：
00000111111000111101001111100000
数字的二进制形式表现为“有符号 2 的补值”。
3。1。9 三元 ifelse 运算符
这种运算符比较罕见，因为它有三个运算对象。但它确实属于运算符的一种，因为它最终也会生成一个值。
这与本章后一节要讲述的普通 if…else 语句是不同的。表达式采取下述形式：
布尔表达式 ？ 值 0：值 1
若“布尔表达式”的结果为true，就计算“值0”，而且它的结果成为最终由运算符产生的值。但若“布尔
表达式”的结果为 false，计算的就是“值 1”，而且它的结果成为最终由运算符产生的值。
当然，也可以换用普通的if…else 语句（在后面介绍），但三元运算符更加简洁。尽管 C 引以为傲的就是它
是一种简练的语言，而且三元运算符的引入多半就是为了体现这种高效率的编程，但假若您打算频繁用它，
还是要先多作一些思量——它很容易就会产生可读性极差的代码。
可将条件运算符用于自己的“副作用”，或用于它生成的值。但通常都应将其用于值，因为那样做可将运算
符与 if…else 明确区别开。下面便是一个例子：
static int ternary（int i） ｛
return i 《 10 ？ i * 100 ： i * 10；
｝
可以看出，假设用普通的if…else 结构写上述代码，代码量会比上面多出许多。如下所示：
static int alternative（int i） ｛
if （i 《 10）
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…………………………………………………………Page 73……………………………………………………………
return i * 100；
return i * 10；
｝
但第二种形式更易理解，而且不要求更多的录入。所以在挑选三元运算符时，请务必权衡一下利弊。
3。1。10 逗号运算符
在C 和C＋＋里，逗号不仅作为函数自变量列表的分隔符使用，也作为进行后续计算的一个运算符使用。在
Java 里需要用到逗号的唯一场所就是for 循环，本章稍后会对此详加解释。
3。1。11 字串运算符＋
这个运算符在Java 里有一项特殊用途：连接不同的字串。这一点已在前面的例子中展示过了。尽管与＋的传
统意义不符，但用＋来做这件事情仍然是非常自然的。在 C＋＋里，这一功能看起来非常不错，所以引入了一项
“运算符过载”机制，以便C＋＋程序员为几乎所有运算符增加特殊的含义。但非常不幸，与C＋＋的另外一些限
制结合，运算符过载成为一种非常复杂的特性，程序员在设计自己的类时必须对此有周到的考虑。与C＋＋相
比，尽管运算符过载在Java 里更易实现，但迄今为止仍然认为这一特性过于复杂。所以Java 程序员不能象
C＋＋程序员那样设计自己的过载运算符。
我们注意到运用“String ＋ ”时一些有趣的现象。若表达式以一个String 起头，那么后续所有运算对象都必
须是字串。如下所示：
int x = 0； y = 1； z = 2；
String sString = 〃x； y； z 〃；
System。out。println（sString ＋ x ＋ y ＋ z）；
在这里，Java 编译程序会将 x，y 和 z 转换成它们的字串形式，而不是先把它们加到一起。然而，如果使用
下述语句：
System。out。println（x ＋ sString）；
那么早期版本的Java 就会提示出错（以后的版本能将x 转换成一个字串）。因此，如果想通过“加号”连接
字串（使用 Java 的早期版本），请务必保证第一个元素是字串（或加上引号的一系列字符，编译能将其识别
成一个字串）。
3。1。12 运算符常规操作规则
使用运算符的一个缺点是括号的运用经常容易搞错。即使对一个表达式如何计算有丝毫不确定的因素，都容
易混淆括号的用法。这个问题在Java 里仍然存在。
在C 和C＋＋中，一个特别常见的错误如下：
while（x = y） ｛
//。。。
｝
程序的意图是测试是否“相等”（==），而不是进行赋值操作。在C 和C＋＋中，若y 是一个非零值，那么这
种赋值的结果肯定是true。这样使可能得到一个无限循环。在Java 里，这个表达式的结果并不是布尔值，
而编译器期望的是一个布尔值，而且不会从一个 int数值中转换得来。所以在编译时，系统就会提示出现错
误，有效地阻止我们进一步运行程序。所以这个缺点在Java 里永远不会造成更严重的后果。唯一不会得到编
译错误的时候是x 和y 都为布尔值。在这种情况下，x = y 属于合法表达式。而在上述情况下，则可能是一
个错误。
在C 和C＋＋里，类似的一个问题是使用按位AND 和 OR，而不是逻辑AND 和 OR。按位AND 和 OR 使用两个字符
之一（&或 ｜），而逻辑AND 和OR 使用两个相同的字符（&&或 ｜｜）。就象“=”和“==”一样，键入一个字符
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当然要比键入两个简单。在Java 里，编译器同样可防止这一点，因为它不允许我们强行使用一种并不属于的
类型。
3。1。13 造型运算符
“造型”（Cast ）的作用是“与一个模型匹配”。在适当的时候，Java 会将一种数据类型自动转换成另一
种。例如，假设我们为浮点变量分配一个整数值，计算机会将 int 自动转换成float。通过造型，我们可明
确设置这种类型的转换，或者在一般没有可能进行的时候强迫它进行。
为进行一次造型，要将括号中希望的数据类型（包括所有修改符）置于其他任何值的左侧。下面是一个例
子：
void casts（） ｛
int i = 200；
long l = （long）i；
long l2 = （long）200；
｝
正如您看到的那样，既可对一个数值进行造型处理，亦可对一个变量进行造型处理。但在这儿展示的两种情
况下，造型均是多余的，因为编译器在必要的时候会自动进行 int值到 long 值的转换。当然，仍然可以设置
一个造型，提醒自己留意，也使程序更清楚。在其他情况下，造型只有在代码编译时才显出重要性。
在C 和C＋＋中，造型有时会让人头痛。在Java 里，造型则是一种比较安全的操作。但是，若进行一种名为
“缩小转换”（Narrowing Conversion）的操作（也就是说，脚本是能容纳更多信息的数据类型，将其转换
成容量较小的类型），此时就可能面临信息丢失的危险。此时，编译器会强迫我们进行造型，就好象说：
“这可能是一件危险的事情——如果您想让我不顾一切地做，那么对不起，请明确造型。”而对于“放大转
换”（Widening conversion），则不必进行明确造型，因为新类型肯定能容纳原来类型的信息，不会造成任
何信息的丢失。
Java 允许我们将任何主类型“造型”为其他任何一种主类型，但布尔值（bollean）要除外，后者根本不允
许进行任何造型处理。“类”不允许进行造型。为了将一种类转换成另一种，必须采用特殊的方法（字串是
一种特殊的情况，本书后面会讲到将对象造型到一个类型“家族”里；例如，“橡树”可造型为“树”；反
之亦然。但对于其他外来类型，如“岩石”，则不能造型为“树”）。
1。 字面值
最开始的时候，若在一个程序里插入“字面值”（Literal），编译器通常能准确知道要生成什么样的类型。
但在有些时候，对于类型却是暧昧不清的。若发生这种情况，必须对编译器加以适当的“指导”。方法是用
与字面值关联的字符形式加入一些额外的信息。下面这段代码向大家展示了这些字符。
//： Literals。java
class Literals ｛
char c = 0xffff； // max char hex value
byte b = 0x7f； // max byte hex value
short s = 0x7fff； // max short hex value
int i1 = 0x2f； // Hexadecimal （lowercase）
int i2 = 0X2F； // Hexadecimal （uppercase）
int i3 = 0177； // Octal （leading zero）
// Hex and Oct also work with long。
long n1 = 200L； // long suffix
long n2 = 200l； // long suffix
long n3 = 200；
//！ long l6（200）； // not allowed
float f1 = 1；
float f2 = 1F； // float suffix
float f3 = 1f； // float suffix
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float f4 = 1e…45f； // 10 to the power
float f5 = 1e＋9f； // float suffix
double d1 = 1d； // double suffix
double d2 = 1D； // double suffix
double d3 = 47e47d； // 10 to the power
｝ ///：~
十六进制（Base 16）——它适用于所有整数数据类型——用一个前置的 0x 或 0X 指示。并在后面跟随采用大
写或小写形式的0…9 以及a…f。若试图将一个变量初始化成超出自身能力的一个值（无论这个值的数值形式
如何），编译器就会向我们报告一条出错消息。注意在上述代码中，最大的十六进制值只会在char，byte 以
及 short 身上出现。若超出这一限制，编译器会将值自动变成一个 int，并告诉我们需要对这一次赋值进行
“缩小造型”。这样一来，我们就可清楚获知自己已超载了边界。
八进制（Base 8）是用数字中的一个前置0 以及0…7 的数位指示的。在 C，C＋＋或者Java 中，对二进制数字
没有相应的“字面”表示方法。
字面值后的尾随字符标志着它的类型。若为大写或小写的 L，代表 long；大写或小写的F，代表 float；大写
或小写的D，则代表double。
指数总是采用一种我们认为很不直观的记号方法：1。39e…47f。在科学与工程学领域，“e”代表自然对数的
基数，约等于2。718 （Java 一种更精确的double 值采用 Math。E 的形式）。它在象“1。39 ×e 的…47 次方”这
样的指数表达式中使用，意味着“1。39×2。718 的…47 次方”。然�
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