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一本Java由初级到高级的编程书籍

注意若在预计为String值的地方使用，布尔值会自动转换成适当的文本形式。<br>
在上述程序中，可将对int的定义替换成除boolean以外的其他任何主数据类型。但要注意，对浮点数字的比较是非常严格的。即使一个数字仅在小数部分与另一个数字存在极微小的差异，仍然认为它们是“不相等”的。即使一个数字只比零大一点点（例如2不停地开平方根），它仍然属于“非零”值。<br>
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1. 短路<br>
操作逻辑运算符时，我们会遇到一种名为“短路”的情况。这意味着只有明确得出整个表达式真或假的结论，才会对表达式进行逻辑求值。因此，一个逻辑表达式的所有部分都有可能不进行求值：<br>
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107页程序<br>
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每次测试都会比较自变量，并返回真或假。它不会显示与准备调用什么有关的资料。测试在下面这个表达式中进行：<br>
if(test1(0)) &amp;&amp; test2(2) &amp;&amp; test3(2))<br>
很自然地，你也许认为所有这三个测试都会得以执行。但希望输出结果不至于使你大吃一惊：<br>
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108页程序<br>
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第一个测试生成一个true结果，所以表达式求值会继续下去。然而，第二个测试产生了一个false结果。由于这意味着整个表达式肯定为false，所以为什么还要继续剩余的表达式呢？这样做只会徒劳无益。事实上，“短路”一词的由来正种因于此。如果一个逻辑表达式的所有部分都不必执行下去，那么潜在的性能提升将是相当可观的。<br>
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3.1.7 按位运算符<br>
按位运算符允许我们操作一个整数主数据类型中的单个“比特”，即二进制位。按位运算符会对两个自变量中对应的位执行布尔代数，并最终生成一个结果。<br>
按位运算来源于C语言的低级操作。我们经常都要直接操纵硬件，需要频繁设置硬件寄存器内的二进制位。Java的设计初衷是嵌入电视顶置盒内，所以这种低级操作仍被保留下来了。然而，由于操作系统的进步，现在也许不必过于频繁地进行按位运算。<br>
若两个输入位都是1，则按位AND运算符（&amp;）在输出位里生成一个1；否则生成0。若两个输入位里至少有一个是1，则按位OR运算符（|）在输出位里生成一个1；只有在两个输入位都是0的情况下，它才会生成一个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。<br>
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。<br>
按位运算符可与等号（=）联合使用，以便合并运算及赋值：&amp;=，|=和^=都是合法的（由于~是一元运算符，所以不可与=联合使用）。<br>
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。<br>
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3.1.8 移位运算符<br>
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（&lt;&lt;）能将运算符左边的运算对象向左移动运算符右侧指定的位数（在低位补0）。“有符号”右移位运算符（&gt;&gt;）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（&gt;&gt;&gt;），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。<br>
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：<br>
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109-110页程序<br>
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移位可与等号（&lt;&lt;=或&gt;&gt;=或&gt;&gt;&gt;=）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。<br>
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：<br>
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110-112页程序<br>
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程序末尾调用了两个方法：pBinInt()和pBinLong()。它们分别操作一个int和long值，并用一种二进制格式输出，同时附有简要的说明文字。目前，可暂时忽略它们具体的实现方案。<br>
大家要注意的是System.out.print()的使用，而不是System.out.println()。print()方法不会产生一个新行，以便在同一行里罗列多种信息。<br>
除展示所有按位运算符针对int和long的效果之外，本例也展示了int和long的最小值、最大值、+1和-1值，使大家能体会它们的情况。注意高位代表正负号：0为正，1为负。下面列出int部分的输出：<br>
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112-113页程序<br>
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数字的二进制形式表现为“有符号2的补值”。<br>
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3.1.9 三元if-else运算符<br>
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：<br>
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布尔表达式 ? 值0:值1<br>
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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。<br>
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。<br>
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：<br>
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static int ternary(int i) {<br>
return i &lt; 10 ? i * 100 : i * 10;<br>
}<br>
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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：<br>
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static int alternative(int i) {<br>
if (i &lt; 10)<br>
return i * 100;<br>
return i * 10;<br>
}<br>
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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。<br>
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3.1.10 逗号运算符<br>
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。<br>
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3.1.11 字串运算符+<br>
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。<br>
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：<br>
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int x = 0, y = 1, z = 2;<br>
String sString = &quot;x, y, z &quot;;<br>
System.out.println(sString + x + y + z);<br>
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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：<br>
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System.out.println(x + sString);<br>
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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）。<br>
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3.1.12 运算符常规操作规则<br>
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。<br>
在C和C++中，一个特别常见的错误如下：<br>
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while(x = y) {<br>
//...<br>
}<br>
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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。<br>
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（&amp;或|），而逻辑AND和OR使用两个相同的字符（&amp;&amp;或||）。就象“=”和“==”一样，键入一个字符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。<br>
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3.1.13 造型运算符<br>
“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。<br>
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：<br>
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void casts() {<br>
int i = 200;<br>
long l = (long)i;<br>
long l2 = (long)200;<br>
}<br>
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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。<br>
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。<br>
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”）。<br>
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1. 字面值<br>
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。<br>
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116-117页程序<br>
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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。<br>
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。<br>
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。<br>
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”。然而，自FORTRAN语言发明后，人们自然而然地觉得e代表“10多少次幂”。这种做法显得颇为古怪，因为FORTRAN最初面向的是科学与工程设计领域。理所当然，它的设计者应对这样的混淆概念持谨慎态度（注释①）。但不管怎样，这种特别的表达方法在C，C++以及现在的Java中顽固地保留下来了。所以倘若您习惯将e作为自然对数的基数使用，那么在Java中看到象“1.39e-47f”这样的表达式时，请转换您的思维，从程序设计的角度思考它；它真正的含义是“1.39×10的-47次方”。<br>
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①：John Kirkham这样写道：“我最早于1962年在一部IBM 1620机器上使用FORTRAN 
II。那时——包括60年代以及70年代的早期，FORTRAN一直都是使用大写字母。之所以会出现这一情况，可能是由于早期的输入设备大多是老式电传打字机，使用5位Baudot码，那种码并不具备小写能力。乘幂表达式中的‘E’也肯定是大写的，所以不会与自然对数的基数‘e’发生冲突，后者必然是小写的。‘E’这个字母的含义其实很简单，就是‘Exponential’的意思，即‘指数’或‘幂数’，代表计算系统的基数——一般都是10。当时，八进制也在程序员中广泛使用。尽管我自己未看到它的使用，但假若我在乘幂表达式中看到一个八进制数字，就会把它认作Base 
8。我记得第一次看到用小写‘e’表示指数是在70年代末期。我当时也觉得它极易产生混淆。所以说，这个问题完全是自己‘潜入’FORTRAN里去的，并非一开始就有。如果你真的想使用自然对数的基数，实际有现成的函数可供利用，但它们都是大写的。”<br>
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注意如果编译器能够正确地识别类型，就不必使用尾随字符。对于下述语句：<br>
long n3 = 200;<br>
它并不存在含混不清的地方，所以200后面的一个L大可省去。然而，对于下述语句：<br>
float f4 = 1e-47f; //10的幂数<br>
编译器通常会将指数作为双精度数（double）处理，所以假如没有这个尾随的f，就会收到一条出错提示，告诉我们须用一个“造型”将double转换成float。<br>