Java 運算符與類型轉換完全指南：優先級、位運算、自動提升與強制轉型

運算符分類與優先級（高→低）

1. 後綴：expr++ expr--、() [] .
2. 一元：++expr --expr +expr -expr ~ !、(type) new
3. 乘除模：* / %
4. 加減：+ -
5. 移位：<< >> >>>
6. 關系：< <= > >= instanceof
7. 相等：== !=
8. 按位與：&
9. 按位異或：^
10. 按位或：|
11. 邏輯與：&&（短路）
12. 邏輯或：||（短路）
13. 三元：? :
14. 賦值：= += -= *= /= %= &= ^= |= <<= >>= >>>=（右結合）

括號最高，可任意改變默認順序。同優先級按結合方向（多為左→右，賦值右→左）。

關鍵運算符詳解

乘方

無 **，用 Math.pow(double a, double b) 返回 double。整數乘方可自寫快速冪或用 BigInteger.pow()。

自增自減

int a = 5;
int b = a++; // b=5, a=6（先用後增）
int c = ++a; // a=7, c=7（先增後用）

表達式語句獨立行時 a++ 和 ++a 效果相同，但在複合表達式中語義截然不同。

位運算符

• & 按位與（掩碼取位）
• | 按位或（置位）
• ^ 按位異或（翻轉、交換變量 a^=b^=a^=b）
• ~ 按位取反
• << 左移（乘 2ⁿ，補 0）
• >> 右移（除 2ⁿ，符號位擴展）
• >>> 無符號右移（高位補 0，**無 <<<**）

位運算僅適用於整數類型（int、long、short、char、byte），操作前自動提升為 int。

instanceof

檢查對象是否為類/接口/子類實例。Java 16+ 模式匹配：if (obj instanceof String s) { s.length(); } 直接賦值變量。

數值類型自動提升規則（二元運算）

按從寬到窄順序，雙操作數統一提升至較寬類型：

double > float > long > int > short/char/byte
// 具體：
// 任一為 double → 另一提升為 double
// 否則任一為 float → 另一提升為 float
// 否則任一為 long → 另一提升為 long
// 否則任一為 int → 另一提升為 int
// 否則 short/char/byte 參與運算先提升為 int

結果類型 = 提升後類型。如 byte + byte → int，需強轉回 byte。

強制類型轉換（造型）

double d = 9.99;
int i = (int) d; // 截斷小數部分 → 9
long l = (long) d; // 9

// 四捨五入
int rounded = (int) Math.round(d); // 10

窄化轉換可能丟失精度、溢出、符號改變，編譯器強制要求造型確認風險。

賦值上下文的隱式擴寬轉換

無需造型的安全賦值鏈：

byte → short → int → long → float → double
char → int
// 例：
byte b = 10;
int i = b; // 合法
byte b2 = i; // 錯誤，需 (byte) i

final 常量賦值給較窄類型若在範圍內編譯器允許（常量折疊）：byte b = 100; // ok。

避坑指南

• a += b 隱含造型：byte a=1; a+=2; // 合法，等價 a=(byte)(a+2)。
• 浮點數比較避免 ==，用 Math.abs(a-b) < EPSILON。
• 大數運算用 BigInteger、BigDecimal（金融必須）。
• 移位操作僅保留低 5 位（int）或低 6 位（long）移位量：1 << 32 == 1。