Операции над числами в Java

Привет! Сегодня мы рассмотрим очень важную тему, а именно — операции над числами в Java. Числа в программировании повсюду. Если копнуть в школьный курс, можно вспомнить, что вся информация в компьютере представлена в числовом формате — комбинациями нулей и единиц — которое еще называют двоичным кодом. Операций над числами в программировании существует великое множество, поэтому мы рассмотрим наиболее важные из них с примерами :)

Арифметические операции

Начнем с самого простого — с арифметических операций. Это известные всем сложение (знак +), вычитание (-), умножение (*) и деление (/).

public class Main {

   public static void main(String[] args) {

       int x = 999;
       int y = 33;

       System.out.println(x+y);
       System.out.println(x-y);
       System.out.println(x*y);
       System.out.println(x/y);
   }
}

Вывод в консоль:

1032
966
32967
30

Всем этим ты уже пользовался. К ним можно прибавить операцию % — остаток от деления.

public class Main {

   public static void main(String[] args) {

       int x = 33;
       int y = 33%2;
       System.out.println(y);
   }
}

Вывод в консоль:

1

В этом примере мы делим 33 на 2. В результате у нас получается 16 и остается лишний “хвост”, который на 2 не делится — единица. Этот "хвост" и будет результатом операции “остаток от деления”. В Java (как и в математике) реализованы операции сравнения. Они тебе тоже наверняка знакомы еще со школы:

• равно (==)
• больше (>)
• меньше (<)
• больше либо равно (>=)
• меньше либо равно (<=)
• не равно (!=)

Здесь стоит обратить внимание на один важный момент, в котором многие новички допускают ошибки. Операция “равно” записывается как ==, а не одним знаком =. Единичный знак = в Java является оператором присваивания, когда переменной присваивается число, строка, или значения другой переменной.

public class Main {

   public static void main(String[] args) {

       int x = 33;
       int y = 999;
       System.out.println(x=y);//ожидаем, что в консоль будет выведено false
   }
}

Вывод в консоль:

999

Упс! Это явно не тот результат, на который мы рассчитывали. Это вообще другой тип данных: мы ожидали увидеть boolean, а получили число. Все потому, что в скобках у нас операция присваивания, а не сравнения. x=y Значение y (999) было присвоено переменной x, и после мы вывели x на консоль. Правильный вариант:

public class Main {

   public static void main(String[] args) {

       int x = 33;
       int y = 999;
       System.out.println(x==y);
   }
}

Вывод в консоль:

false

Вот теперь мы правильно сравнили 2 числа! :) Еще одна особенность операции присваивания (=) — ее можно осуществлять “по цепочке”:

public class Main {

   public static void main(String[] args) {

       int x = 999;
       int y = 33;
       int z = 256;

       x = y = z;
       System.out.println(x);
   }
}

Вывод в консоль:

256

Запомни: присваивание осуществляется справа налево. Данное выражение (x = y = z) будет выполнено по шагам:

• y = z , то есть у = 256
• x = y, то есть x = 256

Унарные операции

Они называются “унарными” от слова “uno” — “один”. Такое название они получили потому, что в отличие от предыдущих, проводятся над одним числом, а не над несколькими. К ним относятся:

• Унарный минус. Он меняет знак числа на противоположный.

  public class Main {
  
     public static void main(String[] args) {
  
         int x = 999;
  
         //меняем знак первый раз
         x = -x;
         System.out.println(x);
  
         //меняем знак второй раз
         x= -x;
         System.out.println(x);
     }
  }

  Вывод в консоль:

  
  -999
  999
  

  Мы использовали унарный минус два раза. В результате наше число стало сначала отрицательным, а потом снова положительным!

• Инкремент (++) и декремент (--)

  Операция ++ увеличивает число на единицу, а операция -- уменьшает на эту же самую единицу.

  public class Main {
  
     public static void main(String[] args) {
  
         int x = 999;
         x++;
         System.out.println(x);
  
         x--;
         System.out.println(x);
     }
  }

  Вывод в консоль:

  
  1000
  999
  

Такая форма записи может быть тебе знакома, если ты слышал о языке С++. С помощью такого интересного названия его создатели передали свою идею: "C++ является расширением языка C". А популярная улучшенная версия "Блокнота" называется Notepad++ Важный момент. Операции инкремента и декремента бывают двух видов: постфиксными, и префиксными. x++ — постфиксная запись ++x — префиксная запись В чем же заключается принципиальная разница, если ставить плюсы-минусы перед числом или после? Увидим на примере:

public class Main {

   public static void main(String[] args) {

       int x = 999;
       int y = x++;
       System.out.println(y);
   }
}

Вывод в консоль:

999

Что-то не так! Мы хотели увеличить x на 1 и присвоить новое значение переменной y. То есть y должен быть равен 1000. Но у нас другой результат — 999. Получается, x не был увеличен, и операция инкремента не сработала? Еще как сработала. Чтобы в этом убедиться, попробуй вывести x на консоль в конце :)

public class Main {

   public static void main(String[] args) {

       int x = 999;
       int y = x++;
       System.out.println(y);
       System.out.println(x);
   }
}

Вывод в консоль:

999
1000

На самом деле, постфиксная операция потому так и называется: она выполняется после основного выражения. То есть в нашем случае: int y = x++; сначала выполняется y = x (и переменной y будет присвоено изначальное значение x), а только потом x++ Как быть, если нас не устраивает такое поведение? Нужно использовать префиксный способ записи:

public class Main {

   public static void main(String[] args) {

       int x = 999;
       int y = ++x;
       System.out.println(y);
   }
}

В этом случае сначала отработает ++x и только после этого y = x; Эту разницу стоит запомнить сразу, чтобы не совершить ошибок в реальной программе, в которой все поведение может из-за этого встать с ног на голову :)

Комбинированные операции

Кроме того, в Java существуют так называемые комбинированные операции. В них используется комбинация из двух операций:

• Присваивание
• Арифметическая операция

Сюда входят операции:

• +=
• -=
• *=
• /=
• %=

Рассмотрим пример:

public class Main {

   public static void main(String[] args) {

       int x = 999;
       int y = 33;

       x += y;
       System.out.println(x);
   }
}

Вывод в консоль:

1032

x += y означает x = x + y. Просто для краткости записи используется два знака подряд. Так же это работает с комбинациями -=, *= , /= и %=.

Логические операции

Помимо операций над числами, в Java существуют также операции над булевыми переменными — true и false. Эти операции выполняются с помощью логических операторов

• ! — оператор “НЕ”. Меняет значение булевой переменной на противоположное

  public class Main {
  
     public static void main(String[] args) {
  
         boolean x = true;
         System.out.println(!x);
     }
  }

  Вывод в консоль:

  
  false
  

• && — оператор “И”. Возвращает значение true только в том случае, если оба операнда являются true.

  public class Main {
  
     public static void main(String[] args) {
  
         System.out.println(100 > 10 && 100 > 200);
         System.out.println(100 > 50 && 100 >= 100);
     }
  }

  Вывод в консоль:

  
  false
  true
  

  Результатом первой операции является false, поскольку одно из условий является ложным, а именно 100 > 200. Оператору && для того, чтобы вернуть true требуется, чтобы истинными были все условия (как во второй строке, например).

• || — оператор “ИЛИ”. Возвращает true, когда хотя бы один из операндов истинный.

  Здесь наш предыдущий пример уже отработает по-другому:

  public class Main {
  
     public static void main(String[] args) {
  
         System.out.println(100 > 10 || 100 > 200);
     }
  }

  Вывод в консоль:

  
  true
  

  Выражение 100 > 200 по-прежнему ложно, но оператору “или” вполне достаточно, что первая часть (100 > 10) является истинной.