Java 入門教程：運算符與表達式完整指南

運算符分類概覽

運算符指定對操作數執行的運算。按操作數個數分：一元運算符（如 ++、--）、二元運算符（如 +、>）、三元運算符（? :）。按功能分為七大類：

1. 算術運算符
2. 關係運算符
3. 布爾邏輯運算符
4. 位運算符
5. 賦值運算符
6. 條件運算符
7. 其他（成員存取 .、下標 []、instanceof、new、型別轉換、方法調用 ()）

本文重點講解前六類。

§ 3.1 算術運算符

二元算術運算符

Java 特有擴展： + 運算符支援字串串接（"abc" + "de" → "abcde"）。與 C/C++ 差異： % 操作數可為浮點數（37.2 % 10 = 7.2）。

一元算術運算符

前綴與後綴差異

int i = 3;
int j = i++; // j=3, i=4  (先使用再遞增)
int k = ++i; // k=5, i=5  (先遞增再使用)

-- 同理。

完整範例

public class ArithmeticOp {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 5 + 4;      // 9
        int b = a * 2;      // 18
        int c = b / 4;      // 4 (整數除法)
        int d = b - c;      // 14
        int e = -d;         // -14
        int f = e % 4;      // -2
        double g = 18.4;
        double h = g % 4;   // 2.4 (浮點取模)
        int i = 3;
        int j = i++;        // i=4, j=3
        int k = ++i;        // i=5, k=5
        // 輸出驗證...
    }
}

§ 3.2 關係運算符

比較兩值，返回 boolean（true/false），非 C/C++ 的 1/0。

注意： Java 允許任意類型（含物件）使用 ==/!= 比較引用是否指向同一物件；內容比較請用 equals()。

§ 3.3 布爾邏輯運算符

短路求值：

• &&：左運算元為 false 時，右運算元不求值。
• ||：左運算元為 true 時，右運算元不求值。

此特性常用於防護性編程：if (e != 0 && a/e > 5) 避免除零錯誤。

§ 3.4 位運算符

操作二進制位，操作數限整數與字符類型。除 ~ 為一元外皆為二元。

補碼表示法

Java 採用補碼：正數最高位 0，負數最高位 1。-42 補碼計算：+42 (00101010) → 取反 (11010101) → +1 → 11010110。補碼優勢：零唯一（00000000）、-1 為全 1（11111111）。

範例：按位取反

int x = 21;  // 00010101
int y = ~x;  // 11101010 = -22 (非 -21！)

範例：按位與

12 & 10  // 1100 & 1010 = 1000 (8)

總結

熟練掌握運算符優先級、短路求值、補碼表示與位運算技巧，是編寫高效、正確 Java 程式的基礎。建議配合實際編碼練習，體會各運算符在流程控制、位元操作、數學運算中的實戰應用。