自增自减运算符、初识Math类、逻辑运算符及位运算符

1、自增自减运算符(一元运算符)

自增++
- ++放置的位置不同，表达的含义不同，先看如下的案例
- 定义3个变量，a直接赋值为3，b赋值为a++，c赋值为++a
- 分别输出3个变量的值，a=5,b=3,c=5
- a++和++a的含义，都是a = a + 1,区别在于计算的时机不同，也是导致b和c的值输出后相差2的原因
- a++先让a先参与所在代码的运行，然后再自增，++a先自增1，再参与所在代码的运行
- a的初始赋值为3，代码的运行结果是为b赋值，先参与运行后自增，即先为b赋值3，然后再自增1，所以最后b输出的值是3，但输出之后，a实际的值已经为4
- ++a则刚好相反，先自增1，然后再参与代码运行。程序是由上往下依次执行，在上一步为b赋值，之后自增1，a的值已经变成了4，++a先让a的值自增1，再运行代码赋值给c，即c的值已经是5，所以c输出的值为5
- 下图的验证方法，可以验证上述的理论
- 在b = a++代码下面插入一行代码，在为b赋值之后，立刻输出a的值
- 可以看到此时输出的值为4，由此印证了上述的理论，a++是先参与运行代码，将a初始定义的值3赋值给b，所以b的值输出为3，然后再执行a = a + 1，此时a的值变为4，相当于a++是在int b = a++代码下面，自动加了一行隐藏的a = a + 1
- 而++a则相反，先执行自增a = a + 1，因为上一行代码int b = a++已经让a的值自增为4，所以此时a的值已经是5了，然后再执行代码，将a的值赋值给c，所以c的值输出为5，相当于++a是在int c = ++a代码上面，自动加了一行隐藏代码a = a + 1
自减--的定义和理论和++一摸一样，只是功能从自增1，变成了自减1，其余的特性完全相同

2、Math类

Java中，class表示类，然而很多的操作都需要用工具类来实现
Math就是经常用于计算的一个工具类
如下图，当我们需要进行幂运算(即求某个数字的多少次方的运算)时，可以使用Math工具类很方便的实现
输入Math. ，可以看到很多用于计算的关键字，然后选择pow，并在括号里输出2，3，即求2的3次方是多少，然后创建对象pow，赋值为Math.pow(2,3); 之后输出pow的值，可以看到运算的结果为8
上述的步骤可以简化为，如下图
在Math.pow(2,3);这一行按住Alt + Enter,会出现一个选项，鼠标点击一下选项，就可以直接变为double pow = Math.pow(2, 3);
或者是在Math.pow(2,3);这一行按住Alt，然后连续敲两次回车键，也可以直接变为double pow = Math.pow(2, 3);

3、逻辑运算符

逻辑运算符有：与(&&)、或(||)、非(!)三种
与运算相当于and，每个部分的结果都为真，则最终结果为真，否则为假
或运算相当于or，只要有一个部分的结果为真，则最终结果为真，否则为假
非运算相当于取反，如果结果为真，则为假，如果结果为假，则为真
逻辑运算符的输出结果都是真或者假，所以定义逻辑运算符的变量，需要用到布尔值(boolean)数据类型
如下图，定义两个变量a、b，a变量赋值为true(真)，b变量赋值为false(假)，然后分别进行与运算，或运算，非运算
由上图可知，a为true，b为false，a && b，是真与假，并非所有的结果都为真，所以返回false；a || b，是真或假，有一个结果为真，所以返回true；!( a && b )，是a && b的结果取反，a && b的结果为false，所以取反的结果为true。
短路运算
定义2个变量c和d，为int类型的c赋值5，boolean类型的d等于(c<4)&&(c++<4)，并且分别输出d和c的值
执行代码得到的结果如上图，d的值为false，因为c的值为5，&&是与运算，每个结果都为真，输出才为真，而第一个判断c<4是错误的，一个结果为假，与运算的结果就为假，则d的值就为false，而第二个判断是c++<4，如果执行了这一步，则c的值会在参与代码运行后+1，c的值本来为5，+1则为6，但实际上我们可以看到最终输出c的值仍然是5，说明c++<4这个部分的代码根本就没有执行，这就是所谓的短路运算
短路运算，当一行逻辑运算中某个判断已经可以决定这行代码的结果时，程序就不会继续运行这行代码之后剩余的部分了，而是直接中断运行，保留这行代码的判断结果，继续执行下一行代码

4、位运算

位运算符同样有与、或、非、取反：& 、| 、 ^ 、 ~
定义2个位变量A和B，A = 0011 1100；B = 0000 1101
与运算：A和B的值的每一位相比较，都为0则是0，都为1则是1，如果分别为0和1，则是0
或运算：A和B的值的每一位相比较，都为0则是0，其中一个为1，则是1，都为1，也是1
异或：A和B的值的每一位相比较，相同则为0，不同则为1
取反：B的每一位的值都取反，0则为1，1则为0

如下图

5、进阶（位运算实际应用）

2*8=16，如何运算最快
- 可以拆分为2 * 2 * 2 * 2，但这样不是最快
- 可以用到左移(<<)、右移(>>)
- 意思是将数字1，在2进制的位中向左或者向右移动，如下图，每向左移动一位，则表示的值越大
- 例如System.out.println(2<<3)，是表示将2（也就是0000 0010）中的1，往左边移动3位，变成了0001 0000，也就是16
- 所以左移<<，就相当于* 2
- 右移>>，就相当于/2
注意：因为左移和右移是直接和系统底层的二进制打交道，所以效率极高