Java 入門教程：第三章 運算子完整指南（算術、關係、邏輯、位元、指派、條件）

運算子分類概覽

運算子指明對運算元執行運算。依運算元個數分：一元（如 ++, -）、二元（如 +, >）、三元（?:）。依功能分七大類，本章講述前六類：

1. 算術運算子
2. 關係運算子
3. 布林邏輯運算子
4. 位元運算子
5. 指派運算子
6. 條件運算子

§ 3.1 算術運算子

作用於整數或浮點數資料。

一、二元算術運算子

擴充功能：+ 可串接字串（"abc"+"de" → "abcde"），第七章詳述。
差異：% 運算元可為浮點數（如 37.2%10 = 7.2），C/C++ 僅限整數。

二、一元算術運算子

前綴 vs 後綴差異

• i++：先使用 i 值，再使 i 加 1。表達式值為舊 i，i 變為 i+1
• ++i：先使 i 加 1，再使用。表達式值與 i 均為 i+1
• i--、--i 同理

範例 3.1：算術運算子綜合示範

public class ArithmaticOp {
    public static void main(String args[]) {
        int a = 5+4;        // 9
        int b = a*2;        // 18
        int c = b/4;        // 4
        int d = b-c;        // 14
        int e = -d;         // -14
        int f = e%4;        // -2
        double g = 18.4;
        double h = g%4;     // 2.4
        int i = 3;
        int j = i++;        // i=4, j=3
        int k = ++i;        // i=5, k=5
        // 列印所有變數...
    }
}

輸出驗證各運算結果。

§ 3.2 關係運算子

比較兩值，回傳 true/false（非 C/C++ 的 1/0）。皆為二元運算子：

特性：任意資料類型（基本與複合）皆可用 ==/!= 比較相等性（異於 C/C++）。常與布林邏輯運算子搭配作流程控制判斷條件。

§ 3.3 布林邏輯運算子

真值表：

• &&, ||：二元，邏輯與/或
• !：一元，邏輯非
• 短路求值：|| 左側為 true 則不算右側；&& 左側為 false 則不算右側

範例：關係與邏輯運算子結合

public class RelationAndConditionOp {
    public static void main(String args[]) {
        int a=25, b=3;
        boolean d = a5) System.out.println("a/e = " + a/e);  // 執行，輸出 8
        int f=0;
        if(f!=0 && a/f>5) System.out.println("a/f = " + a/f);  // f!=0 為 false，短路避免除零錯誤
        else System.out.println("f = " + f);  // 輸出 0
    }
}

§ 3.4 位元運算子

操作二進制位。除 ~ 為一元外皆為二元。運算元限整數與字元型別。

3.4.1 補碼表示

Java 使用補碼：最高位為號位（0 正、1 負）。正數最高位 0，其餘位表數值（如 +42 → 00101010）。負數將絕對值補碼逐位取反再加 1（-42 → 11010110）。0 補碼唯一（00000000），-1 為 11111111。

3.4.2 位元取反 ~

逐位翻轉：0010101 → 1101010。注意 ~21 ≠ -21。

3.4.3 位元與 &

對應位皆為 1 結果才為 1：0&0=0, 0&1=0, 1&0=0, 1&1=1

（本章內容未完，後續包含位元或 |、位元異或 ^、位移 >> << >>>、指派運算子 &= |= ^= 等、條件運算子 ?: 等）