三：运算符与表达式——让数据参与计算-殇恋社区

一、回顾与本篇目标

上一篇你学会了变量和数据类型。你知道变量是一个带名字的存储空间，声明时要用 int age = 28; 这样的语法，Java 有八种基本数据类型，最常用的是 int、double、char、boolean。

但光有变量还不够——变量只是把数据存起来了，真正让程序有用的是对这些数据进行计算。比如：计算购物车总价、判断年龄是否满 18 岁、统计考试成绩是否及格。这些都需要运算符。

运算符就像数学中的加减乘除符号——它们告诉计算机要对数据做什么操作。Java 中的运算符分为好几类：算术运算符、比较运算符、逻辑运算符、赋值运算符。这一篇把它们全部讲透。

本篇的目标：

学会使用算术运算符进行数学计算
学会使用比较运算符判断大小、相等
学会使用逻辑运算符组合多个条件
理解赋值运算符和自增自减
掌握运算符的优先级

二、表达式和运算符是什么

表达式是由变量、字面量、运算符组成的能计算出结果的式子。就像数学课上学的一样——3 + 5 是一个表达式，计算结果是 8。

在 Java 中：

int sum = 10 + 20;          // 10 + 20 是表达式，结果 30
int result = sum * 2;       // sum * 2 是表达式，结果 60
boolean isAdult = age >= 18; // age >= 18 是表达式，结果 true 或 false

表达式中的 +、*、>= 这些符号就是运算符。它们告诉计算机要对数据做什么操作。

三、算术运算符——数学计算

算术运算符用来做数学计算，和你在数学课上学的一样：

运算符	含义	示例	结果
`+`	加法	`10 + 3`	`13`
`-`	减法	`10 - 3`	`7`
`*`	乘法	`10 * 3`	`30`
`/`	除法	`10 / 3`	`3`（注意！）
`%`	取余数	`10 % 3`	`1`

除法 / 有一个非常重要的规则：两个整数相除，结果还是整数——小数部分会被直接丢弃（不是四舍五入）。

int a = 10;
int b = 3;
int result = a / b;
System.out.println(result);  // 输出 3，不是 3.333！

// 要得到小数结果，至少有一边是小数类型
double result2 = 10.0 / 3;       // 3.3333333
double result3 = 10 / 3.0;       // 3.3333333
double result4 = (double) a / b; // 3.3333333（强制转换）

取余数 % 就是求“除不尽的那部分”。比如 10 ÷ 3 = 3 余 1，所以 10 % 3 等于 1。这在判断奇偶性（n % 2 == 0 表示偶数）、循环中每隔几个执行一次等场景非常有用。

算术运算的完整示例

public class ArithmeticDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 17;
        int b = 5;

        System.out.println("a = " + a + ", b = " + b);
        System.out.println("a + b = " + (a + b));   // 22
        System.out.println("a - b = " + (a - b));   // 12
        System.out.println("a * b = " + (a * b));   // 85
        System.out.println("a / b = " + (a / b));   // 3（整数除法）
        System.out.println("a % b = " + (a % b));   // 2（17除以5余2）
        System.out.println("a / b 的小数结果 = " + (double) a / b);  // 3.4
    }
}

四、比较运算符——判断大小和相等

比较运算符用来比较两个值之间的关系。比较的结果是一个 boolean 值——true（真）或 false（假）。

运算符	含义	示例	结果
`>`	大于	`10 > 5`	`true`
`<`	小于	`10 < 5`	`false`
`>=`	大于等于	`10 >= 10`	`true`
`<=`	小于等于	`5 <= 3`	`false`
`==`	等于	`10 == 10`	`true`
`!=`	不等于	`10 != 5`	`true`

特别注意：判断相等用两个等号 ==，不是一个等号 =。一个等号是赋值，两个等号是比较。这是初学者最容易犯的错误之一。

int age = 20;

// 判断年龄是否大于等于 18
boolean isAdult = age >= 18;
System.out.println("是否成年：" + isAdult);  // true

// 判断分数是否及格
int score = 85;
boolean isPass = score >= 60;
System.out.println("是否及格：" + isPass);   // true

// 判断两个数字是否相等
int x = 10;
int y = 20;
System.out.println(x == y);   // false
System.out.println(x != y);   // true

五、逻辑运算符——组合多个条件

有时候一个条件不够，需要同时满足多个条件，或者满足其中任意一个就行。逻辑运算符就是用来连接多个条件的。

运算符	含义	示例	结果
`&&`	并且（AND）——两边都成立才为真	`age >= 18 && age <= 60`	年龄在 18 到 60 之间
`\|\|`	或者（OR）——任意一边成立就为真	`score < 0 \|\| score > 100`	分数超出有效范围
`!`	取反（NOT）——真假颠倒	`!isLoggedIn`	如果未登录则为 true

&&（并且）

两边条件都成立时，整个表达式才成立。就像高考录取——既要总分过线，又要单科过线。

int age = 25;
boolean hasTicket = true;

// 必须年满 18 岁，并且有票，才能入场
boolean canEnter = age >= 18 && hasTicket;
System.out.println("能否入场：" + canEnter);  // true

// 如果有一个条件不满足
boolean noTicket = false;
boolean canEnter2 = age >= 18 && noTicket;
System.out.println("能否入场：" + canEnter2);  // false

||（或者）

两边条件任意一个成立时，整个表达式就成立。就像商场促销——有会员卡可以打折，或者消费满 500 也可以打折。

boolean isMember = false;
double totalPrice = 600;

// 是会员 或者 消费满 500，都可以享受折扣
boolean canDiscount = isMember || totalPrice >= 500;
System.out.println("能否享受折扣：" + canDiscount);  // true

!（取反）

把 true 变成 false，把 false 变成 true。

boolean isLoggedIn = false;

// 如果 没有 登录，就提示请登录
if (!isLoggedIn) {
    System.out.println("请先登录");
}

六、赋值运算符——存值和简写

赋值运算符最基础的就是 =——把右边的值存进左边的变量。除此之外，Java 还提供了一些简写形式——当你要在变量现有值的基础上做运算并存回去时，可以用简写。

运算符	含义	示例	等价于
`=`	赋值	`x = 10`	—
`+=`	加后赋值	`x += 5`	`x = x + 5`
`-=`	减后赋值	`x -= 3`	`x = x - 3`
`*=`	乘后赋值	`x *= 2`	`x = x * 2`
`/=`	除后赋值	`x /= 4`	`x = x / 4`
`%=`	取余后赋值	`x %= 3`	`x = x % 3`

int score = 80;
score += 10;  // score = 90（加了 10 分）
score -= 5;   // score = 85（扣了 5 分）
score *= 2;   // score = 170（翻倍）
score /= 3;   // score = 56（除以 3，整数除法）
System.out.println(score);  // 56

七、自增和自减——加 1 和减 1 的快捷方式

在编程中，让一个变量加 1 或减 1 是非常常见的操作——比如计数器、循环索引。Java 提供了更简洁的写法：

运算符	含义	示例	等价于
`++`	自增（加 1）	`x++` 或 `++x`	`x = x + 1`
`--`	自减（减 1）	`x--` 或 `--x`	`x = x - 1`

前置和后置的区别：++ 写在变量前面还是后面，单独写一行时效果相同。但如果它和其他操作混在一起，顺序就有影响了：

int a = 10;
int b = a++;    // 后置：先把 a 的值赋给 b，然后 a 再加 1
// 结果：b = 10, a = 11

int c = 10;
int d = ++c;    // 前置：先让 c 加 1，然后把新值赋给 d
// 结果：d = 11, c = 11

建议：刚开始编程时，把 ++ 和 -- 单独写一行，不要和其他操作混在一起。这样代码最清晰，不会产生歧义。

int count = 0;
count++;  // 清晰：count 增加 1
System.out.println(count);  // 1

八、运算符的优先级

当一个表达式中有多个运算符时，哪个先算？这和数学中的“先乘除后加减”是同一个道理。

优先级从高到低排列（不需要死记，用到的时候查表就行）：

优先级	运算符	说明
最高	`()`	括号——最优先
	`!` `++` `--`	取反、自增、自减
	`*` `/` `%`	乘、除、取余
	`+` `-`	加、减
	`>` `<` `>=` `<=`	比较
	`==` `!=`	相等、不等
	`&&`	逻辑与
最低	`\|\|`	逻辑或

不要依赖记忆来写复杂表达式——用括号明确你的意图。 括号不仅让代码正确，更让读代码的人（包括三个月后的你自己）一眼就能看懂。

// 不清晰：依赖优先级
int result = 10 + 5 * 2;  // 20（先乘后加）

// 清晰：用括号明确意图
int result2 = (10 + 5) * 2;  // 30（先加后乘）

九、综合演示：购物结算小程序

下面这个程序综合运用了本篇学的所有运算符：

public class ShoppingDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 商品信息
        String productName = "Java 编程书";
        double unitPrice = 59.80;        // 单价
        int quantity = 3;                 // 数量
        double discount = 0.85;           // 折扣率（8.5折）

        // 计算金额
        double originalTotal = unitPrice * quantity;    // 原价总价
        double finalTotal = originalTotal * discount;   // 折后总价
        double saved = originalTotal - finalTotal;      // 省了多少钱

        // 判断是否包邮
        boolean freeShipping = finalTotal >= 99;

        // 判断是否为整数数量（用取余判断）
        boolean isBulk = quantity >= 5;

        // 输出结果
        System.out.println("========== 购物结算 ==========");
        System.out.println("商品：" + productName);
        System.out.println("单价：¥" + unitPrice);
        System.out.println("数量：" + quantity);
        System.out.println("折扣：" + (int)(discount * 100) + "%");
        System.out.println("-----------------------------");
        System.out.println("原价总价：¥" + originalTotal);
        System.out.println("折后总价：¥" + finalTotal);
        System.out.println("为您节省：¥" + saved);
        System.out.println("-----------------------------");
        System.out.println("是否包邮：" + freeShipping);
        System.out.println("是否批发（>=5本）：" + isBulk);
        System.out.println("==============================");
    }
}

输出：

========== 购物结算 ==========
商品：Java 编程书
单价：¥59.8
数量：3
折扣：85%
-----------------------------
原价总价：¥179.39999999999998
折后总价：¥152.48999999999998
为您节省：¥26.91
-----------------------------
是否包邮：true
是否批发（>=5本）：false
==============================

注意到价格出现了很多位小数（179.39999999999998）——这是计算机浮点数的精度问题，几乎所有编程语言都有这个现象。处理金额时通常用int存“分”而不是用double存“元”，或者使用BigDecimal类。现在知道有这个问题就行，后面会深入讨论。

十、本篇动手练习

练习 1：计算圆的面积和周长

新建 Practice3_1.java。声明圆的半径 radius = 5.0，声明常量 PI = 3.14159。计算面积（PI × radius × radius）和周长（2 × PI × radius），打印结果。

练习 2：闰年判断

新建 Practice3_2.java。声明一个年份变量 int year = 2024;。用逻辑运算符判断它是不是闰年。闰年规则：能被 4 整除但不能被 100 整除，或者能被 400 整除。打印判断结果。

练习 3：数字拆分

新建 Practice3_3.java。声明一个三位整数 int num = 357;。用除法和取余运算分别取出它的百位、十位、个位数字，分别打印出来。

练习 4：温度转换器

新建 Practice3_4.java。声明一个摄氏温度 double celsius = 30.0;。用公式 华氏度 = 摄氏度 × 9/5 + 32 计算华氏温度。注意 9/5 的问题。同时判断这个温度是否超过 38°C（高温预警），打印所有结果。

十一、本篇小结

这一篇你学会了 Java 中的运算符：

算术运算符：+、-、*、/、%。整数相除结果是整数（小数被截断）。% 是取余数。
比较运算符：>、<、>=、<=、==、!=。结果是一个 boolean 值（true 或 false）。判断相等用两个等号 ==，赋值用一个等号 =。
逻辑运算符：&&（并且）、||（或者）、!（取反）。用来组合多个条件。
赋值运算符：=、+=、-=、*=、/=、%=。简写形式让代码更简洁。
自增自减：++ 和 --。建议单独写一行，避免和其他操作混用。
运算符优先级：不确定的时候加括号。括号是最清晰的表达方式。

运算符是让程序“动起来”的关键——变量存数据，运算符处理数据。下一篇，我们学习条件判断——让程序根据不同情况做不同的事情。

下一篇预告

下一篇——《条件判断——让程序做选择》：if/else if/else 分支结构、switch/case 多分支选择、三元运算符。你会写出能根据不同分数显示不同等级的评分程序。

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THE END

三：运算符与表达式——让数据参与计算