這一節(jié)會(huì)更深入地探討表達(dá)式?；貞浺幌拢磉_(dá)式是一段用來(lái)表示或計(jì)算值的代碼。表達(dá)式可以是文字、變量、函數(shù)調(diào)用或者這些的組合，由 +、> 這樣的運(yùn)算符連接到一起。表達(dá)式的值可以賦給變量，在子程序調(diào)用中用作參數(shù)，或者與其它的值組合成為更復(fù)雜的表達(dá)式。（這些值在某些情況下甚至可以被忽略掉，如果你想要這么干；這比你想象中更加常見(jiàn)）。表達(dá)式是編程的基礎(chǔ)。到目前為止，本書都只是順帶提到了表達(dá)式。這一節(jié)會(huì)告訴你一個(gè)完整的故事（這里會(huì)忽略一些不常見(jiàn)的運(yùn)算符）。

表達(dá)式的基礎(chǔ)由文字（比如674、3.14、true 和 ‘X’）、變量和函數(shù)調(diào)用組成。還記得函數(shù)是一個(gè)帶返回值的子程序。你可能已經(jīng)看到過(guò)一些函數(shù)的例子，比如 TextIO 類的輸入程序以及 Math 類的數(shù)學(xué)計(jì)算函數(shù)。

Math 類還包含了一組數(shù)學(xué)常量，在數(shù)學(xué)表達(dá)式中非常有用：Math.PI 表示 π （圓周率）、 Math.E 表示 e（自然對(duì)數(shù)的基數(shù)）。這些“常量”實(shí)際上都是 Math 類中 double 類型的成員變量。它們是數(shù)學(xué)常量的近似值，實(shí)際的精確值要求無(wú)限長(zhǎng)度的數(shù)字。標(biāo)準(zhǔn)的 Integer 類包含了一組與 int 數(shù)據(jù)類型相關(guān)的常量：Integer.MAX_VALUE 是最大的 int，2147483647；Integer.MIN_VALUE 是最小的 int，-2147483648。類似地，Double 類包含了一些與 double 類型相關(guān)的常量。Double.MAX_VALUE 是最大的 double 值，而 Double.MIN_VALUE 是最小的正值。Double 還包含了表示無(wú)限的數(shù)值，Double.POSITIVE_INFINITY 和 Double.NEGATIVE_INFINITY。而特殊的 Double.NaN 表示未定義值。例如，Math.sqrt(-1)  的結(jié)果就是 Double.NaN。

文字、變量和函數(shù)調(diào)用都是簡(jiǎn)單表達(dá)式。通過(guò)運(yùn)算符可以將簡(jiǎn)單表達(dá)式組合成復(fù)雜表達(dá)式。運(yùn)算符包括 + 將兩個(gè)數(shù)值相加，> 比較兩個(gè)值大小，等等。當(dāng)表達(dá)式中包含了若干運(yùn)算符時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)優(yōu)先順序問(wèn)題，它決定了運(yùn)算符在計(jì)算式如何分組。例如，在表達(dá)式 “A + B * C” 中，B*C 會(huì)先計(jì)算，然后結(jié)果再與 A 相加。我們說(shuō)，乘法  (*) 的優(yōu)先級(jí)比加法  (+) 高。如果默認(rèn)的優(yōu)先級(jí)順序不是你想要的，那么可以使用括號(hào)明確指定你期望的分組。例如，你可以使用”(A + B) * C” 表明希望先將 A 與 B 相加再乘以 C。

這一節(jié)的后面會(huì)對(duì)Java中的運(yùn)算符細(xì)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)地解釋。Java提供了很多運(yùn)算符，我不會(huì)每個(gè)都進(jìn)行介紹，但是這里會(huì)給出大多數(shù)最重要的運(yùn)算符說(shuō)明。

2.5.1 算數(shù)運(yùn)算符

算數(shù)運(yùn)算符包括加法、減法、乘法和除法。它們的符號(hào)分別是 +、-、* 和  /。這些操作可以用于任意類型的數(shù)值：byte、short、int、long、float或double。（它們還可以用在 char 類型上，在這種情況下 char 被當(dāng)做 integer 使用；char 會(huì)被轉(zhuǎn)換成它的 Unicode 代碼，并代入算數(shù)運(yùn)算符操作。）當(dāng)計(jì)算機(jī)實(shí)際計(jì)算時(shí)，計(jì)算中的兩個(gè)值必須是相同類型。如果你的程序告訴計(jì)算機(jī)輸入了兩個(gè)不同類型的值，那么計(jì)算機(jī)會(huì)將其中一個(gè)轉(zhuǎn)換成另一個(gè)的類型。例如，計(jì)算 37.4 + 10 這個(gè)表達(dá)式時(shí)，計(jì)算機(jī)會(huì)將整數(shù) 10 轉(zhuǎn)換成實(shí)數(shù) 10.0，然后計(jì)算 37.4 + 10.0。這被稱為類型轉(zhuǎn)換。通常，你不必關(guān)心表達(dá)式中的類型轉(zhuǎn)換，因?yàn)橛?jì)算機(jī)會(huì)替你自動(dòng)完成。

兩個(gè)數(shù)值（如果必要，會(huì)對(duì)其中一個(gè)進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換）計(jì)算后的結(jié)果與其類型一致。如果兩個(gè) int 相乘，結(jié)果是 int；兩個(gè) double 相乘，結(jié)果是 double，這是可預(yù)見(jiàn)的結(jié)果。但是，當(dāng)你使用 / 時(shí)必須非常小心。如果兩個(gè) int 相除，結(jié)果是 int；如果商是分?jǐn)?shù)，會(huì)被舍去。例如，7/2 結(jié)果是 3，而不是 3.5。假設(shè)N是整型變量，那么 N/100 結(jié)果不是整數(shù)，并且當(dāng) N 大于 1 時(shí) 1/N 等于 0！這是很多常見(jiàn)編程錯(cuò)誤的根源?？梢园哑渲幸粋€(gè)運(yùn)算符改為實(shí)數(shù)，強(qiáng)迫計(jì)算機(jī)輸出實(shí)數(shù)：比如，當(dāng)計(jì)算機(jī)處理 1.0/N 時(shí)，首先把N轉(zhuǎn)成實(shí)數(shù)，從而與 1.0 的類型匹配，這樣得到的結(jié)果就是實(shí)數(shù)。

Java還提供了計(jì)算除法操作的余數(shù)。計(jì)算余數(shù)的運(yùn)算符為 %。如果 A 和 B 都是整數(shù)，那么 A % B 表示 A 除以 B 的余數(shù)。（然而，對(duì)于負(fù)數(shù)Java中的 % 與數(shù)學(xué)計(jì)算中的“取?！辈僮鞑煌?。在Java中，如果 A 或 B 為負(fù)數(shù)，那么 A % B 的結(jié)果也是負(fù)數(shù)）。例如，7 % 2 等于 1，34577 % 100 等于 77，50 % 8 等于 2。% 常被用來(lái)測(cè)試給定整數(shù)是奇數(shù)還是偶數(shù)：如果 N % 2 等于0，那么N是偶數(shù)；如果 N % 2 等于 1，那么N是奇數(shù)。一般來(lái)說(shuō)，你可以通過(guò) N % M 結(jié)果是否為 0，判斷整數(shù)N是否可以被M取模。

% 運(yùn)算符也適用于實(shí)數(shù)。通常，A % B 表示從 A 中移除多個(gè) B 后遺留的數(shù)值。例如，7.52 % 0.5 等于 0.02。

最后，你還可能需要一元減法運(yùn)算符，得到一個(gè)數(shù)的負(fù)數(shù)。例如，-X 等價(jià)于 (-1)*X。出于完備性考慮，Java還提供了一元加法運(yùn)算符，例如 +X。景觀在實(shí)際中沒(méi)有任何作用。

順便說(shuō)一下，+ 操作還可以用來(lái)向 String 字符串連接任意類型的值。當(dāng)你使用 + 連接字符串時(shí)，這是另一種形式的類型轉(zhuǎn)換，任意的對(duì)象都會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為 String。

2.5.2 增加和減少

你會(huì)發(fā)現(xiàn)，為變量加 1 是編程中極其常見(jiàn)的操作，為變量減 1 也一樣?？梢韵裣旅孢@樣賦值為變量加 1：

x = x + 1 語(yǔ)句的結(jié)果是，用變量 x 原來(lái)的值加 1 后再賦值給變量 x。也可以用 x++ 得到相同的效果（或者你可能會(huì)喜歡寫成 ++x）。實(shí)際上，這么寫會(huì)改變 x 的值，得到的效果與 “x = x + 1″ 一樣。上面的兩個(gè)語(yǔ)句可以改為：

類似地，你也可以寫 x–（或 –x）從 x 中減1。也就是說(shuō)，x– 與 x = x - 1 執(zhí)行了相同的計(jì)算。向變量加 1 稱為變量遞增，從變量減 1 稱為變量遞減。運(yùn)算符 ++ 和 — 分別被稱為遞增運(yùn)算符和遞減運(yùn)算符。這些運(yùn)算符可以用于任何數(shù)值類型的變量，以及char類型的變量（ ‘A’++  結(jié)果是 ‘B’）。

通常，運(yùn)算符 ++ 和 — 用在語(yǔ)句中，比如 “x++;”  或 “x–;”。這些語(yǔ)句是改變 x 值的指令。然而，將x++、++x、x–或–x作為表達(dá)式或表達(dá)式的一部分也是合法的。也就是說(shuō)，你可寫出下面的代碼：

“y = x++;”的效果是 x 變量加1，然后把某個(gè)值賦給 y。賦給 y 的值是表達(dá)式 x 加 1 之前的值。因此，假設(shè) x 等于 6，那么 “y = x++;” 執(zhí)行后，會(huì)將 x 變?yōu)?7，但是 y 的值被賦為 6。因?yàn)橘x給 y 的是 x 加 1 前的舊值。而另一種寫法，++x 會(huì)得到加1后的新值。所以，還是假設(shè) x 等于 6， ”y = ++x;” 會(huì)把 x 和 y 都變?yōu)?7。運(yùn)算符 — 也是類似的用法。

特別要注意，x = x++; 這個(gè)語(yǔ)句沒(méi)有改變 x 的值！這是因?yàn)橘x給 x 的是 x 的舊值，即在語(yǔ)句執(zhí)行前 x 的值。最終結(jié)果是，x 增加了 1，但是馬上被改回了原來(lái)的值！你還需要記住，x++ 不等同 于 x + 1。表達(dá)式 x++ 改變了 x 的值，而 x + 1 沒(méi)有改變。

這里會(huì)讓你感到困惑，我從學(xué)生程序中看到很多由此造成的bug。我的建議是：不要寫這種讓人困惑的代碼。++ 和 — 只在單獨(dú)的語(yǔ)句使用，不要用成表達(dá)式。在接下來(lái)的示例中，我會(huì)遵循這條建議。

2.5.3 關(guān)系運(yùn)算符

Java提供了布爾比例和布爾表達(dá)式表示條件，條件結(jié)果可以為 true 或 false。組織布爾表達(dá)式可以通過(guò)關(guān)系運(yùn)算符比較兩個(gè)值。

這些運(yùn)算符可以比較任意數(shù)值類型的數(shù)值。還可以用來(lái)比較char類型的值。對(duì)字符串來(lái)說(shuō)，< 和="">被定義為根據(jù)字符的 Unicode值 進(jìn)行比較（結(jié)果并不是完全按照字母順序比較，這可能不是你想要的。所有大寫字母小于小寫字母。）

使用布爾表達(dá)式時(shí)你應(yīng)當(dāng)記住，對(duì)計(jì)算機(jī)而言，布爾值并沒(méi)有什么特殊的地方。在下一章中，你會(huì)看到如何在循環(huán)和分支中使用它們。你可以像賦值給數(shù)字變量一樣，給布爾變量賦布爾值。函數(shù)會(huì)返回布爾值。

順帶說(shuō)一下，運(yùn)算符 == 和 != 也可以用來(lái)比較布爾值。在某些情況下這是非常有用的。例如，你可以看下面這段代碼：

關(guān)系運(yùn)算符 <、>、<= 和="">= 不能比較String值。你可以合法地使用 == 和 != 來(lái)比較字符串，但是由于對(duì)象行為的差別，可能不會(huì)得到你期望的結(jié)果。（== 運(yùn)算符可以檢查兩個(gè)對(duì)象的內(nèi)存地址是否相同，而不是判斷對(duì)象中值是否相等。對(duì)某些對(duì)象，在某種情況下，你可能想要做類似的檢查——但字符串不行。下一章我會(huì)再討論這個(gè)話題。）相反地，你要使用 equals()、equalsIgnoreCase() 和 compareTo()，這些在2.3.3章節(jié)中進(jìn)行了討論，如何比較兩個(gè)字符串。

另一個(gè) == 和 != 不起作用的地方是與 Double.NaN 比較。這個(gè)常量表示 double 類型的未定義值。無(wú)論 x 的值是否為 Double.NaN，x == Double.NaN 和 x != Double.NaN 都會(huì)返回 false！要檢測(cè)實(shí)數(shù)類型的值 x 是否為 Double.NaN，可以使用函數(shù) Double.isNaN(x) 返回判斷結(jié)果。

2.5.4  布爾運(yùn)算符

在英語(yǔ)中，復(fù)雜條件通過(guò) and、or 和 not 組合在一起。例如，“If there is a test and you did not study for it…”，and、or 和 not 都是布爾運(yùn)算符，在Java中也同樣存在。

在Java中，布爾運(yùn)算符“and”表示為 &&。&& 運(yùn)算符用來(lái)結(jié)合 2 個(gè)布爾值。結(jié)果還是 1 個(gè)布爾值。如果兩個(gè)值都是 true，那么結(jié)果為 true；如果其中一個(gè)為 false，那么結(jié)果為 false。例如，如果 x 等于 0 并且 y 等于 0，“(x == 0) && (y == 0)” 結(jié)果為true。

布爾運(yùn)算符“or”在Java中表示為 ||。（由兩個(gè)垂直的行字符 | 組成。）如果 A 或 B 其中一個(gè)為 true 或者都為 true，那么表達(dá)式 “A || B” 結(jié)果為 true。只有 A 和 B 同時(shí)為 false 時(shí)，“A || B” 結(jié)果為 false。

運(yùn)算符 && 和 || 被稱為短路版本的布爾運(yùn)算符。也就是說(shuō)，&& 或 || 的第二個(gè)操作符不一定會(huì)計(jì)算?？紤]下面這個(gè)測(cè)試

假設(shè) x 的值實(shí)際為 0，在這種情況下，y/x 是未定義的觸發(fā)運(yùn)算（除0）。然而，計(jì)算機(jī)永遠(yuǎn)不會(huì)執(zhí)行這個(gè)觸發(fā)，因?yàn)楫?dāng)計(jì)算機(jī)對(duì) (x != 0) 計(jì)算結(jié)果時(shí)，發(fā)現(xiàn)結(jié)果為 false。這時(shí)計(jì)算機(jī)知道  ((x != 0) && 任意表達(dá)式) 一定會(huì)為 false。因此，它不會(huì)再計(jì)算對(duì)第二個(gè)運(yùn)算符求值。運(yùn)算被短路，從而避免了除0的情況。（這個(gè)聽(tīng)起來(lái)有點(diǎn)偏技術(shù)性，事實(shí)也是如此。但有時(shí)候，會(huì)讓編程生活更輕松些。）

布爾運(yùn)算符“not”是一元運(yùn)算符。在Java中用 ! 表示，寫在單個(gè)運(yùn)算對(duì)象的前面。例如，假設(shè) test 是一個(gè)布爾變量，那么

將會(huì)對(duì) test 的值取反，從 true 變?yōu)?false 或者從 false 變?yōu)?true。

2.5.5 條件運(yùn)算符

任何優(yōu)秀的編程語(yǔ)言都有一些漂亮的小功能。雖然不是必須的功能，但可以讓你在使用時(shí)感覺(jué)很酷。Java也有，條件運(yùn)算符中的三元運(yùn)算符。它有 3 個(gè)操作數(shù)，有 2 個(gè)部分：,? 和 : 組合在一起。三元運(yùn)算符形式如下：

計(jì)算機(jī)會(huì)檢測(cè)布爾表達(dá)式的值。如果值為 true，會(huì)計(jì)算 expression1，否則計(jì)算 expression2。例如：

如果N是偶數(shù)，會(huì)把 N/2 賦給 next（即 N % 2 == 0 為 true）；如果N是基數(shù)，會(huì)把 (3*N+1) 賦給 next（這里的括號(hào)不是必須的，但是會(huì)讓表達(dá)式更容易理解）。

2.5.6  賦值運(yùn)算符和類型轉(zhuǎn)換

你可能已經(jīng)對(duì)賦值表達(dá)式非常熟悉，使用 “=” 將表達(dá)式賦值給變量。實(shí)際上，在某種意義上 = 也是運(yùn)算符，可以將它用作表達(dá)式或者作為復(fù)雜表達(dá)式一部分。表達(dá)式 A=B 與向 A 賦值的語(yǔ)句作用相同。因此，如果你想要把 B 的值賦給 A，同時(shí)判斷值是否為 0，可以這么寫：

通常，我會(huì)強(qiáng)調(diào)不要那么做！

通常，表達(dá)式中右邊的類型必須和左邊一致。然而，在某些情況下，計(jì)算機(jī)會(huì)對(duì)表達(dá)式的值自動(dòng)轉(zhuǎn)換，以匹配變量的類型。比如在數(shù)值類型 byte、short、int、ong、float、double 中，列表中靠前的類型數(shù)值可以自動(dòng)轉(zhuǎn)換為列表中靠后的類型。

在不影響語(yǔ)義的情況下，轉(zhuǎn)換應(yīng)當(dāng)自動(dòng)進(jìn)行。任何int應(yīng)當(dāng)可以被轉(zhuǎn)換為數(shù)值相同的 double 類型。然而，int 值中有一些超過(guò)了short 類型的合法范圍。比如不能將 100000 轉(zhuǎn)為 short，因?yàn)?short 的最大值是 32767.

在某些情況下，比如在不能自動(dòng)轉(zhuǎn)換的情況下你可能想要進(jìn)行強(qiáng)制轉(zhuǎn)換。這里，你需要使用類型轉(zhuǎn)換。類型轉(zhuǎn)換可以把類型名放在括號(hào)里，放在你需要轉(zhuǎn)換的數(shù)值前面。例如：

你可以將任何數(shù)值類型轉(zhuǎn)換為其他數(shù)值類型。然而，你應(yīng)當(dāng)注意，轉(zhuǎn)換過(guò)程中可能會(huì)改變數(shù)值。例如，(short)100000 等于 -31072。（-31072 是通過(guò) 100000 丟掉2個(gè)字節(jié)，保留 4 個(gè)字節(jié)得到的 short 值——轉(zhuǎn)換中會(huì)丟失 2 個(gè)字節(jié)的信息。）

當(dāng)你將實(shí)數(shù)轉(zhuǎn)為整型時(shí)，小數(shù)部分被丟掉了。例如，(int)7.9453 等于 7。另一個(gè)類型轉(zhuǎn)換的例子，從 1 到 6 范圍中得到隨機(jī)整數(shù)。函數(shù) Math.random() 會(huì)返回 0.0 到 0.9999… 之間的實(shí)數(shù)，因此 6*Math.random() 的結(jié)果在 0.0 和 5.999… 之間。類型轉(zhuǎn)換操作符 (int) 可以用來(lái)將結(jié)果轉(zhuǎn)為整形：(int)(6*Math.random())。因此，(int)(6*Math.random()) 結(jié)果會(huì)得到 0、1、2、3、4、5 之間的某個(gè)整數(shù)。要得到 1 到 6 之間的隨機(jī)數(shù)，可以加 1：”(int)(6*Math.random()) + 1″。（6*Math.random() 周圍的括號(hào)是必須的，因?yàn)橛美ㄌ?hào)來(lái)保證運(yùn)算的優(yōu)先順序；如果沒(méi)有括號(hào)，類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符只能對(duì) 6 起效）。

char 類型與整型幾乎等價(jià)。你可以將 char 類型賦值給任意整型變量。你還可以將 0 到 65535 內(nèi)的常量賦值給 char 變量。你還可以顯示地在 char 和數(shù)值型之間進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換，比如 (char)97 得到 ‘a(chǎn)’，(int)’+’ 是 43，(char)(‘A’ + 2) 等于 ‘C’。

String 和其它類型之間的不能進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換。任意類型轉(zhuǎn)換成字符串的一種方法，可以將他們與一個(gè)空字符串連接。例如，”' + 42 可以得到字符串 “42″。但是還有更好的辦法，使用 String 類中的靜態(tài)方法 String.valueOf(x)。String.valueOf(x) 返回輸入 x 轉(zhuǎn)換得到的 String。例如，String.valueOf(42) 返回字符串 “42″。而且，如果 ch 是一個(gè) char 變量，那么 String.valueOf(ch) 返回長(zhǎng)度為 1 的字符串，字符串中內(nèi)容是 ch 變量中的唯一一個(gè)字符。

也可以將特定字符串轉(zhuǎn)換為其它類型的值。例如，字符串”10″ 可以被轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為整型值 10，而字符串 “17.42e-2″ 可以轉(zhuǎn)換為 double 值 0.1742。在Java中，這些轉(zhuǎn)換可以由內(nèi)建方法完成。

標(biāo)準(zhǔn)的 Integer類 提供了靜態(tài)成員函數(shù)，可以將 String 轉(zhuǎn)為 int。特別地，如果 str 是任意的 String 表達(dá)式，Integer.parseInt(str) 會(huì)試著將str的值轉(zhuǎn)為int類型。例如 Integer.parseInt(“10″) 得到 int 值 10。如果 Integer.parseInt 傳入的參數(shù)是非法的 int 值，那么會(huì)返回錯(cuò)誤。

類似地，標(biāo)準(zhǔn)的 Double 類提供了 Double.parseDouble方法。如果 str 是 String 類型，調(diào)用 Double.parseDouble(str) 方法會(huì)試圖將 str 轉(zhuǎn)為 double 類型的值。當(dāng) str 表示的是非法 double 值，就會(huì)返回錯(cuò)誤。

讓我們會(huì)到賦值語(yǔ)句。Java有許多賦值運(yùn)算符變種，用來(lái)保存類型。例如，”A += B” 等價(jià)于 “A = A + B”。除了關(guān)系運(yùn)算符，每個(gè)Java運(yùn)算符都可以處理 2 個(gè)操作數(shù)，這樣就得到了 1 個(gè)類似的賦值運(yùn)算符。例如：

組合式賦值運(yùn)算符 += 甚至可以用于String?；貞浺幌?，+ 運(yùn)算符可以將 string 作為其中的一個(gè)操作數(shù)，表示連接操作。既然 str += x 等價(jià)于 str = str + x，那么當(dāng) += 將 string 作為操作數(shù)時(shí)，這個(gè)操作就把右邊的操作數(shù)附到字符串的結(jié)尾。例如，如果 str 的值是 “tire”，那么語(yǔ)句 str += ’d'; 就會(huì)返回 str 值為 “tired”。

2.5.7  優(yōu)先規(guī)則

如果在表達(dá)式中使用了多個(gè)運(yùn)算符，并且沒(méi)有使用括號(hào)來(lái)顯示地指定計(jì)算順序，那么你就需要考慮優(yōu)先規(guī)則來(lái)確定實(shí)際的計(jì)算順序。（建議：不要讓你自己和程序的閱讀者產(chǎn)生困惑，大方地使用括號(hào)吧。）

下面是本章討論過(guò)的運(yùn)算符列表，按照優(yōu)先級(jí)從高（第一個(gè)計(jì)算）到低（最后計(jì)算）順序排列：

同一行的運(yùn)算符優(yōu)先級(jí)相等。在沒(méi)有括號(hào)的情況下，優(yōu)先級(jí)相同的運(yùn)算符串在一起，一元運(yùn)算符和賦值運(yùn)算符的計(jì)算順序是從右到左，而剩下的其它運(yùn)算符計(jì)算順序是從左到右。例如 A*B/C 表示 (A*B)/C，而 A=B=C 表示 A=(B=C)。（考慮到 B=C 作為表達(dá)式的同時(shí)也進(jìn)行了給 B 賦值的運(yùn)算，你能看出A=B=C表達(dá)式是如何計(jì)算的嗎？）