Арифметические и математические операторы java с примерами

Комментарии

В Java используются три вида комментариев. Многострочные комментарии начинаются с символов /* и заканчиваются символами */. Однострочные комментарии начинаются с комбинации символов //. Причем, однострочный комментарий можно использовать не только на отдельной строке, но и после оператора.

/* Пример многострочного комментария
Вы здесь можете писать что угодно.
Например, мяу-мяу. И вам за это ничего не будет */

// однострочный комментарий на отдельной строке

Button resultButton; // это кнопка. Комментарий идет сразу после оператора в этой же строке

Начинающим программистам необходимо писать комментариев как можно больше, так как, вернувшись к своему коду через месяц-другой, вы с трудом вспомните, что вы тут нашкодили накодили.

Существует ещё третий тип комментариев для создания самодокументирующего кода (комментарий документации). Но это отдельная тема для разговора.

В студии создание и управление комментариями можно упростить через меню Code. Там вы найдёте такие команды как Comment With Line Comment, Comment With Block Comment. Попробуйте самостоятельно разобраться с ними.

Backdoor!

На первый взгляд, код не должен выполняться. Но это не так. Можете проверить.

\u000a — это Unicode-символ переноса строки (он же \n). Сначала производится декодирование,
а потом уже разбор самого кода. Получается, что сначала произойдёт перенос, а потом будет напечатан рабочий код. Следующий пример тоже рабочий.

Нам доверяют

Запрещенные темы для публикаций

Работа с типом doubleWork with the double type

Числовой тип представляет число с плавающей запятой двойной точности.The numeric type represents a double-precision floating point number. Эти термины могут быть новыми для вас.Those terms may be new to you. Число с плавающей запятой можно использовать для представления нецелых чисел, которые могут быть очень большими или малыми.A floating point number is useful to represent non-integral numbers that may be very large or small in magnitude. Число двойной точности — это относительный термин, описывающий количество двоичных разрядов, используемых для хранения значения.Double-precision is a relative term that describes the number of binary digits used to store the value. Числа двойной точности имеют в два раза больше двоичных символов по сравнению с числами одиночной точности.Double precision numbers have twice the number of binary digits as single-precision. На современных компьютерах числа двойной точности используются чаще, чем одиночной.On modern computers, it’s more common to use double precision than single precision numbers. Числа одиночной точности объявляются с помощью ключевого слова .Single precision numbers are declared using the keyword.
Рассмотрим их.Let’s explore. Добавьте следующий код и просмотрите результат:Add the following code and see the result:

Обратите внимание, что ответ включает десятичную долю частного.Notice that the answer includes the decimal portion of the quotient. Попробуйте более сложное выражение с типом double:Try a slightly more complicated expression with doubles:. Диапазон значений типа double гораздо больше, чем диапазон значений целых чисел.The range of a double value is much greater than integer values

Добавьте следующий фрагмент после написанного кода:Try the following code below what you’ve written so far:

Диапазон значений типа double гораздо больше, чем диапазон значений целых чисел.The range of a double value is much greater than integer values. Добавьте следующий фрагмент после написанного кода:Try the following code below what you’ve written so far:

Значения выводятся в экспоненциальном представлении.These values are printed out in scientific notation. Число слева от символа является значащим.The number to the left of the is the significand. Число справа — это показатель степени, который равен 10.The number to the right is the exponent, as a power of 10.

Так же, как десятичные числа в математике, значения double в C# могут содержать ошибки округления.Just like decimal numbers in math, doubles in C# can have rounding errors. Выполните этот код:Try this code:

Вы знаете, что периодическая десятичная дробь не равняется .You know that repeating isn’t exactly the same as .

ЗадачаChallenge

Выполните другие вычисления с большими числами, малыми числами, умножением и делением с помощью типа .Try other calculations with large numbers, small numbers, multiplication, and division using the type. Попробуйте выполнить более сложные вычисления.Try more complicated calculations.

После того как вы решите сложную задачу, поместите написанный код в новый метод.After you’ve spent some time with the challenge, take the code you’ve written and place it in a new method. Присвойте этому методу имя .Name that new method .

1 Вычисление целочисленных выражений

В правой части от оператора присваивания (знака равенства) может быть любое выражение — комбинация чисел, переменных и знаков , , , .

Также можно использовать скобки . В Java, как и в математике, сначала вычисляются выражения внутри скобок, а затем — вовне.

Умножение и деление имеют равный приоритет, и он выше, чем у сложения и вычитания.

Примеры:

Команда	Примечание
	В переменной будет значение
	В переменной будет значение
	В переменной будет значение
	При выполнении этой команды возникнет ошибка «деление на ноль», и программа завершится.

Также в выражении могут участвовать переменные:

Команда	Примечание
	В переменной  будет значение В переменной  будет значение В переменной  будет значение

Более того, одна и та же переменная может одновременно быть слева и справа от оператора присваивания:

Команда	Примечание
	В переменной  будет значение В переменной  будет значение В переменной  будет значение В переменной  будет значение В переменной  будет значение В переменной  будет значение

Все дело в том, что в языке Java символ – это не обозначение равенства, а команда, которая в переменную слева от знака заносит вычисленное значение выражения справа от знака .

Побитовые операции

• Побитовые операции рассматривают исходные числовые значения как поля битов и выполняют над ними следующие действия:
• установка бита в i
  -ой позиции поля результата в 1 , если оба бита в i
  -ых позициях операндов равны 1 , или в 0 в противном случае – побитовое И (» & «);
• установка бита в i
  -ой позиции поля результата в 1 , если хотя бы один бит в i
  -ых позициях операндов равен 1 , или в 0 в противном случае – побитовое ИЛИ (» | «);
• установка бита в i
  -ой позиции поля результата в 1 , если биты в i
  -ых позициях операндов не равны друг другу, или в 0 в противном случае – побитовое исключающее ИЛИ (» ^ «);
• сдвиг влево битов поля первого операнда на количество битов, определяемое вторым операндом (бит знака числа при этом не меняется) – побитовый сдвиг влево с учетом знака »
• сдвиг вправо битов поля первого операнда на количество битов, определяемое вторым операндом (бит знака числа при этом не меняется) – побитовый сдвиг вправо с учетом знака » >> «;
• сдвиг вправо битов поля первого операнда на количество битов, определяемое вторым операндом (бит знака числа при этом также сдвигается) – побитовый сдвиг вправо без учета знака » >>> «.

Примеры побитовых операций:

1. Побитовое И
   

   int
   x =
   112
   ;

   int
   y =
   94
   ;

   int
   z;

   z =
   x &
   y;

   // z=80: 00000000 00000000 00000000 01010000

2. Побитовое ИЛИ
   

   int
   x =
   112
   ;

   // x: 00000000 00000000 00000000 01110000

   int
   y =
   94
   ;

   // y: 00000000 00000000 00000000 01011110

   int
   z;

   z =
   x |
   y;

   // z = 126: 00000000 00000000 00000000 01111110

3. Побитовое исключающее ИЛИ
   

   int
   x =
   112
   ;

   // x: 00000000 00000000 00000000 01110000

   int
   y =
   94
   ;

   // y: 00000000 00000000 00000000 01011110

   int
   z;

   z =
   x ^
   y;

   // z = 46: 00000000 00000000 00000000 00101110

4. Сдвиг влево с учетом знака
   

   int
   x =
   31
   ,
   z;

   // x: 00000000 00000000 00000000 00011111

   z =
   x // z = 124: 00000000 00000000 00000000 01111100

5. Сдвиг вправо с учетом знака
   

   int
   x =
   —
   17
   ,
   z;

   z =
   x >>
   2
   ;

   // z = -5: 11111111 11111111 11111111 11111011

6. Сдвиг вправо без учета знака
   

   int
   x =
   —
   17
   ,
   z;

   // x: 11111111 11111111 11111111 11101111

   z =
   x >>>
   2
   ;

   // z = 1073741819

   // z: 00111111 11111111 11111111 11111011

Создание модуля

Последнее обновление: 01.05.2018

С выходом JDK 9 в языке Java появилась новая возможность — модульность. Модульность позволяет разбить код на отдельные структурные единицы —
модули. Фактически модуль представляет группу пакетов или ресурсов, объединенных в одно целое и к которым можно обращаться по имени
модуля.

До Java 9 было несколько уровней инкапсуляции функционала. Первый уровень представлял класс, в котором мы могли определить переменные и методы с
различным уровнем доступа. Следующий уровень представлял пакет, который, в свою очередь, представлял коллекцию классов. Однако со временем этих уровней
оказалось недостаточно. И модуль стал следующим уровнем инкапсуляции, который объединял несколько пакетов.

Модуль состоит из группы пакетов. Также модуль включает список все пакетов, которые входят в модуль, и список всех модулей, от которых зависит данный модуль.
Дополнительно (но необязательно) он может включать файлы ресурсов или файлы нативных библиотек.

В качестве названия модуля может использоваться произвольный идентификатор из алфавитно-цифровых символов и знаков подчеркивания. Но рекомендуется,
чтобы название модуля соответствовало названию, которого начинаются пакеты этого модуля.

Определим и используем простейший модуль. Допустим, файлы с исходными кодами помещаются в папку C:\java (либо какую-нибудь другую папку на жестком диске).
Создадим в этой папке каталог, который назовем demo. Этот каталог будет представлять модуль.

В каталоге demo определим новый файл module-info.java со следующим кодом:

module demo {
}

Этот файл представляет дескриптор модуля (module descriptor). Этот файл может содержать только определение модуля.

С помощью ключевого слова module определяется модуль, который называется demo, то есть так же, как и каталог, в котором данный файл расположен.
После имени модуля с помощью фигурных скобок можно определить тело модуля, но в данном случае код модуля не содержит никаких инструкций.

Далее в каталоге demo создадим папку com. В папке com создадим папку metanit, а в папке com/metanit —
папку hello.

В папке com/metanit/hello определим новый файл Hello.java:

package com.metanit.hello;

public class Hello{
	
	public static void main(String[] args){
		System.out.println("Hello Demo Module!");
	}
}

Название пакета файла — com.metanit.hello отражает структуру папок, в которых расположен файл. Сам файл определяет класс Hello,
который в методе main выводит на консоль строку.

В итоге у нас получится следующая стуктура проекта:

Теперь скомпилируем все это. Для этого вначале перейдем в командной строке/терминале к папке, в которой находится модуль demo.

Затем для компиляции модуля выполним следующую команду:

javac demo/module-info.java demo/com/metanit/hello/Hello.java

После компиляции модуля demo выполним программу с помощью следующей команды:

java  --module-path demo --module demo/com.metanit.hello.Hello

Параметр —module-path указывает на путь к модулю, а —module — на главный класс модуля.

При наборе команды вместо параметра —module-path можно указать его сокращение -p, а вместо
параметра —module — сокращение -m.

И на консоли отобразится сообщение «Hello Demo Module!»

НазадВперед

2 Целые типы

В языке Java аж 4 целых типа: , , и . Они отличаются размером и диапазоном значений, которые могут хранить.

Тип

Самым часто используемым является тип . Его название происходит от Integer (целый). Все целочисленные литералы в коде имеют тип (если в конце числа не указана буква , или ).

Переменные этого типа могут принимать значение от до .

Это достаточно много и хватает почти для всех случаев жизни. Почти все функции, которые возвращают число, возвращают число типа .

Примеры:

Код	Пояснение
	Метод возвращает длину строки
	Поле содержит длину массива.

Тип

Тип получил свое название от . Его еще называют короткое целое. В отличие от типа , его длина всего два байта и возможный диапазон значений от до .

То есть в нем даже число миллион не сохранишь. Даже 50 тысяч. Это самый редко используемый целочисленный тип в Java. В основном его используют, когда хотят сэкономить на памяти.

Допустим, у вас ситуация, когда заранее известно, что значения с которыми вы работаете не превышает 30 тысяч, и таких значений миллионы.

Например, вы пишете приложение, которое обрабатывает картинки сверхвысокой четкости: на один цвет приходится бит. А точек у вас в картинке — миллион. И вот тут уже играет роль, используете вы тип или .

Тип

Этот тип получил свое название от — его еще называют длинное целое. В отличие от типа , у него просто гигантский диапазон значений: от до

Почему же он не является основным целым типом?

Все дело в том, что Java появилась еще в середине 90-х, когда большинство компьютеров были 32-х разрядными. А это значило, что все процессоры были заточены под работу с числами из 32-х бит. С целыми числами из 64-х бит процессоры работать уже умели, но операции с ними были медленнее.

Поэтому программисты разумно решили сделать стандартным целым типом тип , ну а тип использовать только тогда, когда без него действительно не обойтись.

Тип

Это самый маленький целочисленный тип в Java, но далеко не самый редко используемый. Его название совпадает со словом — минимальная адресуемая ячейка памяти в Java.

Размер допустимых значений типа не так уж велик: от до . Но не в этом его сила. Тип чаще всего используется, когда нужно хранить в памяти большой блок обезличенных данных. Массив типа просто идеально подходит для этих целей.

Например, вам нужно куда-то скопировать файл.

Вам не нужно обрабатывать содержимое файла: вы просто хотите создать область памяти (буфер), скопировать в нее содержимое файла, а затем записать эти данные из буфера в другой файл. Массив типа — то, что нужно для этих целей.

Тем более, что в переменной-типа-массив хранится только ссылка на область памяти. При передаче значения этой переменной в какой-то метод произойдет только передача адреса в памяти, а сам блок памяти копироваться на будет.

Специальные классы

Апплет

Аплеты Java — это программы, которые были в другие приложения, обычно на веб-страницу, отображаемую в веб-браузере. API-интерфейс Java-апплета устарел с версии Java 8 в 2017 году.

Сервлет

Технология сервлетов Java предоставляет веб-разработчикам простой и согласованный механизм для расширения функциональных возможностей веб-сервера и для доступа к существующим бизнес-системам. Сервлеты — это серверные компоненты Java EE, которые генерируют ответы на запросы от клиентов . В большинстве случаев это означает создание HTML- страниц в ответ на HTTP- запросы, хотя существует ряд других стандартных классов сервлетов, например для связи через WebSocket .

API сервлетов Java в некоторой степени заменен (но все еще используется внутренне) двумя стандартными технологиями Java для веб-служб:

• API Java для RESTful Web Services (JAX-RS 2.0) полезно для AJAX, JSON и REST услуг, а также
• API Java для XML Web Services (JAX-WS) , полезной для SOAP Web Services .

Типичные реализации этих API-интерфейсов на серверах приложений или контейнерах сервлетов используют стандартный сервлет для обработки всех взаимодействий с HTTP-запросами и ответами, которые делегируются методам веб-службы для реальной бизнес-логики.

JavaServer Pages

JavaServer Pages (JSP) — это серверные компоненты Java EE, которые генерируют ответы, обычно HTML- страницы, на HTTP- запросы от клиентов . JSP встраивают Java-код в HTML-страницу с помощью специальных разделителей и . JSP компилируется в сервлет Java , собственное приложение Java, при первом обращении к нему. После этого сгенерированный сервлет создает ответ.

Приложение Swing

Swing — это библиотека графического пользовательского интерфейса для платформы Java SE. С помощью подключаемой системы внешнего вида Swing можно указать другой внешний вид . Клоны Windows , GTK + и Motif поставляются Sun. Apple , также обеспечивает аква внешний вид и для MacOS . Там, где предыдущие реализации этого внешнего вида и ощущений могли считаться недостаточными, Swing в Java SE 6 решает эту проблему, используя более родные процедуры рисования виджетов с графическим интерфейсом пользователя для базовых платформ.

Приложение JavaFX

JavaFX — это программная платформа для создания и доставки настольных приложений , а также полнофункциональных Интернет-приложений (RIA), которые могут работать на самых разных устройствах. JavaFX призван заменить Swing в качестве стандартной библиотеки графического интерфейса для Java SE , но с JDK 11 JavaFX не входит в основной JDK, а находится в отдельном модуле. JavaFX поддерживает настольные компьютеры и веб-браузеры в Microsoft Windows , Linux и macOS . JavaFX не поддерживает внешний вид собственной ОС.

Дженерики

В 2004 году в язык Java были добавлены универсальные шаблоны как часть J2SE 5.0. До введения дженериков каждое объявление переменной должно было относиться к определенному типу. Например, для контейнерных классов это проблема, потому что нет простого способа создать контейнер, который принимает только определенные типы объектов. Либо контейнер обычно работает со всеми подтипами класса или интерфейса, либо для каждого содержащегося в нем класса должен быть создан другой класс контейнера. Обобщения позволяют выполнять проверку типов во время компиляции без необходимости создавать множество классов-контейнеров, каждый из которых содержит почти идентичный код. В дополнение к включению более эффективного кода предотвращается возникновение определенных исключений времени выполнения за счет выдачи ошибок времени компиляции. Если бы Java предотвращала возникновение всех ошибок типа времени выполнения , это было бы типобезопасным .

В 2016 году система типов Java оказалась несостоятельной .

Основные арифметические операции

В следующей таблице перечислены основные арифметические операции, применяемые в языке Java:

Рассмотрим некоторые правила работы с арифметическими операциями:

• Выражения вычисляются слева направо, если не добавлены круглые скобки или одни операции имеют более высокий приоритет.
• Операции *, /, и % имеют более высокий приоритет чем + и -.

Пример 1. Арифметические операции над целочисленными значениями

Например, в этом коде, переменные a
и b
будут иметь разные значения:

Public class BasicIntMath {
public static void main(String args) {
int a = 4 + 5 — 2 * 3;
int b = 4 + (5 — 2) * 3;
System.out.println(«a = » + a);
System.out.println(«b = » + b);
}
}

Результат выполнения:

A = 3
b = 13

• Операция унарного вычитания изменяет знак своего единственного операнда.
• Операция унарного сложения просто возвращает значение своего операнда. Она в принципе не является необходимой, но возможна.

Пример 2. Унарные операции сложения и вычитания

Когда операция деления выполняется над целочисленным типом данных, ее результат не будет содержать дробный компонент.

Пример 3. Деление целочисленных чисел

Результат выполнения этой программы:

Операнды арифметических операций должны иметь числовой тип. Арифметические операции нельзя выполнять над логическими типами данных, но допускается над типами данных char
, поскольку в Java этот тип, по существу, является разновидностью типа int
.

Результат выполнения:

N
111
22

Пример 5. Арифметические операции над переменными типа char

Результат выполнения:

Оператор деления по модулю — обозначается символом %. Этот оператор возвращает остаток от деления первого числа на второй. При делении целого числа результатом будет тоже целое число.

Миграция на Java 9

Части модульной системы Java Platform предназначены для облегчения миграции приложений, написанных на предыдущих версиях Java 9, на Java 9. Она разработана для поддержки миграции «снизу вверх» — это означает, что вы сначала мигрируете свои небольшие служебные библиотеки и свои основные приложения.

Миграция предназначена для:

• Обновитесь до Java 9 и запустите ваше приложение, не модульное. Поместите классы и JAR-файлы в classpath как обычно. Эти классы затем становятся частью неназванного модуля.
• Переместите файлы JAR служебной библиотеки в путь модуля. Таким образом, они становятся автоматическими модулями. Сделайте это для внутренних и сторонних служебных библиотек. Основные приложения по-прежнему должны находиться на пути к классам в безымянном модуле, который может читать все названные, автоматические или неавтоматические.
• По возможности переносите внутренние и сторонние служебные библиотеки в модули, а их в путь модуля. Начните с библиотек, у которых нет других зависимостей модуля / JAR, и перейдите вверх по иерархии зависимостей.
• Перенос основных приложений в модули.

Обновление снизу вверх повышает вероятность того, что ваши приложения смогут работать в тот период, пока все не будет обновлено до модулей. Предполагается, что ваше приложение сможет работать на любом из указанных этапов.

Обновление служебных библиотек сначала до автоматических, а затем до полных модулей, начиная с нижней части иерархии зависимостей, должно гарантировать, что ваши библиотеки все еще могут читать друг друга во время обновления, а также быть доступными для чтения основными приложениями на пути к классам в неназванном модуле.

3 Создание подстрок

Кроме сравнения строк и поиска подстрок, есть еще одно очень популярное действие — получение подстроки из строки. В предыдущем примере вы как раз видели вызов метода , который возвращал часть строки.

Вот список из 8 методов получения подстрок из текущей строки:

Методы	Описание
	Возвращает подстроку, заданную интервалом символов .
	Повторяет текущую строку n раз
	Возвращает новую строку: заменяет символ на символ
	Заменяет в текущей строке подстроку, заданную регулярным выражением.
	Заменяет в текущей строке все подстроки, совпадающие с регулярным выражением.
	Преобразует строку к нижнему регистру
	Преобразует строку к верхнему регистру
	Удаляет все пробелы в начале и конце строки

Вот краткое описание существующих методов:

Метод

Метод возвращает новую строку, которая состоит из символов текущей строки, начиная с символа под номером и заканчивая . Как и во всех интервалах в Java, символ с номером в интервал не входит. Примеры:

Код	Результат

Если параметр не указывается (а так можно), подстрока берется от символа beginIndex и до конца строки.

Метод

Метод repeat просто повторяет текущую строку раз. Пример:

Код	Результат

Метод

Метод возвращает новую строку, в которой все символы заменены на символ . Длина строки при этом не меняется. Пример:

Код	Результат

Методы и

Метод заменяет все вхождения одной подстроки на другую. Метод заменяет первое вхождение переданной подстроки на заданную подстроку. Строка, которую заменяют, задается регулярным выражением. Разбирать регулярные выражения мы будем в квесте Java Multithreading.

Примеры:

Код	Результат

Методы

С этими методами мы познакомились, когда только в первый раз учились вызывать методы класса .

Метод

Метод удаляет у строки пробелы с начала и с конца строки. Пробелы внутри строки никто не трогает. Примеры:

Код	Результат

4 Деление целых и вещественных чисел в Java

При делении целого числа на целое остаток всегда отбрасывается. Как же тогда, скажем, поделить на , чтобы получить ?

Поначалу кажется, что правильный вариант такой:

Однако не все так просто. Дело в том, что Java-машина сначала вычислит значение выражения и только потом присвоит результат в переменную . А деление выполнится нацело. Т.е.  будет содержать или, если быть более точным,

Правильный вариант такой: хотя бы одно из чисел, участвующих в делении, нужно записать как вещественное (т.е. с точкой):

В любом из этих выражений  будет содержать значение

А как же быть с переменными? Что если у нас есть такой код:

Тут есть хитрое (и очевидное) решение — заставить Java-машину преобразовать переменные в вещественные, умножив их на вещественную единицу — 

Обратите внимание, что у операций умножения и деления равный приоритет, и они выполняются слева направо, поэтому имеет значение, где именно мы умножаем на вещественную единицу. Примеры:

Примеры:

Команда	Порядок выполнения	Результат

Кнопка

Класс java.awt.Button используется для создания помеченной кнопки. Компонент графического интерфейса, который запускает определенный запрограммированный при нажатии на него. Класс Button имеет два конструктора:

//Construct a Button with the given label
public Button(String btnLabel);

//Construct a Button with empty label
public Button();

Несколько методов, предоставляемых этим классом, перечислены ниже:

//Get the label of this Button instance
public String getLabel();

//Set the label of this Button instancenbsp;nbsp;nbsp;
public void setLabel(String btnLabel);

//Enable or disable this Button. Disabled Button cannot be clicked
public void setEnable(boolean enable);