Rivalry2

HTML Diff

0 added 0 removed

Original 2026-01-01

Modified 2026-02-21

1 <a>#База знаний</a>

2 <ul><li>9 мар 2021</li>

3 <li>0</li>

4 </ul>Знакомимся с каждым, узнаём про короткую и полную схемы вычислений. Проводим побитовые операции с целыми числами. Всё закрепляем на примерах.

5 Java-разработчик, преподаёт в Skillbox, осваивает машинное обучение.

6 Логические операции в Java возвращают значение типа boolean: true или false ("правда" или "ложь"). Подробнее о булевом типе мы говорили<a>здесь</a>.

7 В языке Java есть шесть логических операторов. Первые четыре представлены в таблице ниже.

8 Логический операторОбозначение в JavaВыражениеРезультат"И" (AND): конъюнкция, логическое умножение&&true && truefalse && false

9 true && false

10 false && true

11 truefalse

12 false

13 false

14 Включающее "ИЛИ" (OR): дизъюнкция, логическое сложение||true || truefalse || false

15 true || false

16 false || true

17 truefalse

18 true

19 true

20 Исключающее "ИЛИ" (XOR): строгая дизъюнкция, логическое вычитание^true ^ truefalse ^ false

21 true ^ false

22 false ^ true

23 falsefalse

24 true

25 true

26 "НЕ" (NOT): инверсия, отрицание!!true!false

27 falsetrue

28 Если коротко, то в условных выражениях, которые могут включать в себя и операторы сравнения (<, >, <=, >=, ==, !=). При вычислении они возвращают значение булева типа.

29 Условные выражения, в свою очередь, применяются в операторах ветвления (if-else, switch, тернарном). Подробнее об этих операторах<a>тут</a>.

30 Допустим, мы хотим проверить, что значение переменной a больше значений в переменных b и c. То есть сравнить операнд a с двумя другими. Нам поможет логический оператор && (И).

31 Логический оператор && (И) возвращает true, если слева и справа от него стоят значения true, а иначе - false.

32 Иными словами, если оба логических высказывания истинны, то и операция && (И) возвращает истину.

33 Первый пример

34 int a = 6; int b = 3; int c = 4; boolean d = (a > b) && (a > c); System.out.println(d); --OUTPUT> trueКак вычисляется значение выражения (a > b) && (a > c):

35 Сначала проверяется условие (a > b). Оно вернёт true, так как 6 больше 4. Далее проверяется условие (a > c), которое также вернёт true, ведь 6 больше 3.

36 Теперь у нас с двух сторон от логического оператора && стоят значения true.

37 По определению выше или по таблице ещё выше, результат вычисления логического выражения (true && true) равен true.

38 Второй пример

39 int a = 6; int b = 4; int c = 7; boolean d = (a > b) && (a > c); System.out.println(d); --OUTPUT> falseРезультат операции (a > b) вернёт true, так как 6 больше 4, а операция (a > c) уже вернёт false, так как 6 не больше 7.

40 Значит, слева от логического оператора && стоит true, а справа - false. Следовательно, результат вычисления логического выражения (мы присвоили его булевой переменной d) будет false.

41 Третий пример

42 int a = 4; int b = 5; int c = 6; boolean d = (a > b) && (a > c); System.out.println(d); --OUTPUT> falseРезультат операции сравнения (a > b) равен false, а что вернёт операция (a > c), уже значения не имеет (смотрите определение выше) - результат вычисления логического выражения (мы присвоили его булевой переменной d) будет равен false.

43 Рассмотрим примеры с другими операторами.

44 int a = 4; int b = 6; int c = 3; boolean d = (a > b) || (a > c); System.out.println(d); --OUTPUT> trueПорядок вычисления:

45 <ul><li>(a > b) || (a > c)</li>

46 <li>(4 > 6)|| (4 > 3)</li>

47 <li>false ||(4 > 3)</li>

48 <li>false || true</li>

49 <li>true</li>

50 </ul>Значение переменной d равно true.

51 int a = 9; int b = 9; boolean c = a > b || a != b; System.out.println(c); --OUTPUT> falseТеперь вычисляйте вы.

52 int a = 5; int b = 6; int c = 7; boolean d = (b > a) ^ (c > a); System.out.println(d); --OUTPUT> falseПорядок вычисления:

53 <ul><li>(b > a) ^ (c > a)</li>

54 <li>(6 > 5)^ (7 > 5)</li>

55 <li>true ^(7 > 5)</li>

56 <li>true ^ true</li>

57 <li>false</li>

58 </ul>Значение d равно false.

59 int a = 5; int b = 9; boolean d = !(a > b); System.out.println(d); --OUTPUT> trueПорядок вычисления:

60 <ul><li>!(a > b)</li>

61 <li>!(5 > 9)</li>

62 <li>!false</li>

63 <li>true</li>

64 </ul>Значение d стало true.

65 && и || называются сокращёнными логическими операторами AND и OR соответственно, илиоператорами короткой схемы вычислений. В спецификации Java их ещё зовут условными. Значения их операндов могут быть только булева типа.

66 В отличие от двойных, одиночные & и | называютсяоператорами полной схемы вычислений. Значения их операндов могут быть как только булевыми, так и только целочисленными (вместе с оператором ^ они используются в побитовых операциях).

67 В том, что для операторов & и | всегда вычисляются значения обоих операндов, а при работе операторов && и || второй операнд вычисляется только по необходимости.

68 То есть иногда результат выражения однозначно определён уже по первому операнду:

69 <ul><li>Если первый операнд && равен false, то второй не вычисляется, так как уже понятно, что результат всего выражения будет false.</li>

70 <li>Если первый операнд || равен true, то второй не вычисляется, так как уже понятно, что || вернёт true.</li>

71 </ul>&& и || используют как операторы булевой логики. Они оперируют значениями только булева типа и применяются только в логических выражениях.

72 && и || позволяют экономить вычисления (применять короткую схему) и помогают избегать ошибок. Как это делается?

73 Начнём с оператора &&. Приведём фрагмент из таблицы выше:

74 Логический операторОбозначение в JavaВыражениеРезультат"И" (AND): конъюнкция, логическое умножение&&true && truefalse && false

75 true && false

76 false && true

77 truefalse

78 false

79 false

80 Рассмотрим выражение:(3 > 4)AND (5 > 4)

81 Мы видим, что операнд слева от оператора AND равен false. Смотрим на таблицу выше - и понимаем, что вычислять второй операнд бессмысленно, так как оператор AND уже точно вернёт false.

82 Именно по такой логике и работает оператор короткой схемы вычислений &&. Если выражение слева от него равно false, то выражение справа вычисляться не будет.

83 Так же и с оператором ||: если выражение слева от него равно true, то выражение справа не вычисляется, так как результат операции || всё равно будет true.

84 В большинстве случае применяют именно && и ||. При верном использовании они избавляют Java от ненужных вычислений и страхуют от некоторых ошибок.

85 Первый пример

86 int a = 3; int b = 0; boolean d = (b != 0) && (a/b > 0); System.out.println(d); --OUTPUT> falseЕсли вместо оператора && мы используем &, то получим ошибку (исключение) java.lang.ArithmeticException: / by zero:

87 int a = 3; int b = 0; boolean d = (b != 0) & (a/b > 0); System.out.println(d); --OUTPUT> Exception in thread <...> java.lang.ArithmeticException: / by zero at <...>Ошибка возникнет тогда, когда Java попытается вычислить второй аргумент логического выражения, если первый равнялся false.

88 Иными словами, мы узнали, что b равно 0 (выражение b != 0 вернуло false) - и идём делить на b (делить на ноль), вычисляя значение второго операнда (a/b > 0).

89 Второй пример

90 public void printStringLengthMoreThenZero(String str) { if (str != null && str.length() > 0) { System.out.println(str.length()); } else { System.out.println("Тут нечего считать!"); } }Код выше выводит в консоль длину строки str, в которой есть хотя бы один символ. А если строка пуста или её значение равно null (то есть строковая переменная ни на что не указывает), в консоль выводится сообщение: "Тут нечего считать!"

91 Мы выбрали оператор короткой схемы вычислений && - и это правильно!

92 А вот если бы вместо этого использовали оператор полной схемы &, то наш код работал бы не так, как надо.

93 Мы получали бы ошибку NullPointerException каждый раз, когда вызываем метод для строковой переменной со значением null.

94 Посмотрим, что происходило бы при вычислении условия блока if:

95 <ul><li>str != null & str.length() > 0</li>

96 <li>null != null& str.length() > 0</li>

97 <li>false &str.length()> 0// тут возникает ошибка</li>

98 </ul>Сперва вычисляется первый аргумент логического выражения, а именно str != null (иными словами, получаем ответ на вопрос"Строковая переменная не равна null?"). Получили false, значит всё же равна.

99 Дальше Java должна вычислить второй аргумент логического выражения, а именно str.length() > 0 (иными словами - проверяется"Число символов строки > 0?").

100 Для этого вызывается метод str.length(), который должен вернуть целое значение. Оно и будет сравниваться с 0. Но у нас-то str равна null (возвращать методу нечего, строки нет). Тут Java и пожалуется на NullPointerException.

101 Когда в выражении несколько логических операторов, результат вычисляется с учётом их приоритета. Если нет логических скобок, то операции выполняются в таком порядке:

102 <ul><li>! (NOT)</li>

103 <li>& (AND)</li>

104 <li>^ (XOR)</li>

105 <li>| (OR)</li>

106 <li>&& (условный AND)</li>

107 <li>|| (условный OR)</li>

108 </ul>Если одинаковые операции стоят по соседству, то раньше выполняется та, что левее.

109 Первый пример

110 boolean a = true ^ true & false; System.out.println(a);Вычислим true ^ true & false:

111 <ul><li>Выбираем самый приоритетный оператор (если таких больше одного - тот, что левее). У нас самый приоритетный & (он здесь такой один).</li>

112 <li>Смотрим, что слева и справа от него: этоtrueи falseсоответственно.</li>

113 <li>Вычисляем выражение true & false - получаем false.</li>

114 <li>В исходном выражении заменяем true & false результатом его вычисления (false) - и получаем: true ^ false.</li>

115 <li>Вычислив это выражение, получаем результат true.</li>

116 </ul>Или короче:

117 <ul><li>true ^true & false</li>

118 <li>true ^ false</li>

119 <li>true</li>

120 </ul>Второй пример

121 Заменим & на &&:

122 boolean a = true ^ true && false; System.out.println(a);Теперь самый приоритетный оператор в выражении это ^ - и порядок вычислений будет уже другой:

123 <ul><li>true ^ true&& false</li>

124 <li>false && false</li>

125 <li>false</li>

126 </ul>Результат будет false.

127 Порядок вычисления логических операторов меняют круглые скобки - так же, как в арифметике:

128 boolean a = (true ^ true) & false; System.out.println(a); --OUTPUT> falseДобавив круглые скобки, мы поменяли приоритеты для вычисления. Теперь сперва будет определено выражение (true ^ true), которое вернёт false. А после - вычислится выражение false & false, которое тоже вернёт false.

129 То есть скобки повышают приоритет стоящего внутри выражения, а внутри самих скобок действуют прежние приоритеты.

130 Пример посложнее - выражение !(true && (false || true)) ^ !false.

131 Порядок вычисления:

132 <ul><li>!(true &&(false || true)) ^ !false</li>

133 <li>!(true && true)^ !false</li>

134 <li>!true^ !false</li>

135 <li>false ^!false</li>

136 <li>false ^ true</li>

137 <li>true</li>

138 </ul>Результат: true.

139 Мы уже знаем, что логические операции применимы к логическим аргументам (операндам). Каждый логический операнд - это выражение, которое является истинным (true) или ложным (false) - то есть возвращает булево значение. Иными словами, логический операнд - это выражение типа boolean.

140 Выходит, применять логические операторы к целочисленным аргументам нельзя?

141 Можно.Внутри Java все целочисленные типы представлены<a>двоичными числами</a>разной длины. И к ним уже применимы бинарные логические операторы ^, | и &.

142 Только в этом случае они работают с двоичным представлением операндов - выполняют операции над их битами попарно (рассматривая их как логические единицы и нули). Поэтому и сами операторы ^, | и & зовутсяпобитовыми.

143 Рассмотрим пример:

144 int a = 3 & 5; int b = 3 | 5; int c = 3 ^ 5; System.out.println(a); System.out.println(b); System.out.println(c); --OUTPUT> 1 --OUTPUT> 7 --OUTPUT> 6Чтобы повторить вычисления Java, нужно:

145 <ul><li>Перевести значения обоих операндов в двоичную систему счисления.</li>

146 <li>Расположить результаты перевода друг под другом.</li>

147 <li>Сравнять в них число разрядов (дополнить лидирующими нулями).</li>

148 <li>Применить к битам из каждого столбца оператор (&, | или ^).</li>

149 <li>Записать результат каждой операции ниже в том же столбце.</li>

150 <li>Перевести итог в десятичную форму.</li>

151 </ul>Число 3 в двоичной системе счисления имеет вид 11, а число 5 - 101.

152 Так как у числа 5 три разряда в двоичной системе, а у числа 3 - всего два, добавим лидирующий ноль к числу 3 в двоичной системе и получим 011.

153 Берём цифры из обоих чисел и применяем к ним попарно оператор & (AND):

154 3(10) = 011(2)011&&&5(10) = 101(2)101===001(2) = 1(10)001Получаем число 001. В десятичной записи ему соответствует число 1. Поэтому операция 3 & 5 и возвращает в результате 1.

155 С оператором | действуем так же:

156 3(10) = 011(2)011|||5(10) = 101(2)101===111(2) = 7(10)1113(10) = 011(2)011^^^5(10) = 101(2)101===110(2) = 6(10)110Сперва подытожим:

157 <ul><li>мы познакомились с логическими операторами в Java;</li>

158 <li>научились вычислять условные выражения с ними;</li>

159 <li>разобрались, как они работают с целыми числами.</li>

160 </ul>В одной из статей мы говорили про операторы сравнения <, >, <=, >=, ==, !=, а также instanceof, про условные конструкции if-else и switch. Учились работать с тернарным оператором.

161 Если пропустили - лучше<a>вернитесь и прочтите</a>.

162 <a>Бесплатный курс по Python ➞Мини-курс для новичков и для опытных кодеров. 4 крутых проекта в портфолио, живое общение со спикером. Кликните и узнайте, чему можно научиться на курсе. Смотреть программу</a>