- Логические операции — Основы Java
- Операции сравнения
- Сравнение строк
- Сравнение по ссылке и по значению
- Особенности строк
- Комбинирование операций и методов
- Остались вопросы? Задайте их в разделе «Обсуждение»
- Операторы сравнения
- Операторы сравнения и логические операторы. Ветвление в программе. Условный оператор
- Операторы сравнения
- Условный оператор if
Логические операции — Основы Java
В этом уроке мы разберем логические операции, научимся использовать логические выражения и писать методы-предикаты.
Операции сравнения
Кроме арифметических операций, из школьной математики нам известны еще и операции сравнения, например:
Это звучит как вопрос: «Пять больше четырех?». В данном случае, ответ «да». В других случаях, ответом может быть «нет», например, для такого выражения:
Операции сравнения не имеют привязки к числам. Сравнивать можно практически что угодно — например, строки. Когда мы входим на какой-то сайт, внутри происходит сравнение введенного логина и пароля с теми, какие есть в базе. Если совпадение есть, то происходит авторизация.
Языки программирования адаптировали все математические операции сравнения практически в неизменном виде. Единственное серьезное отличие – операторы равенства и неравенства.
В математике для этого используется обычное равно = , но в программировании такое встречается нечасто. Во многих языках символ = используется для присваивания значений переменным, поэтому для сравнения взяли == .
Список операций сравнения в Java:
Посмотрим на пару примеров логических операций:
Оба примера — это выражения. Результат вычисления этих выражений — это одно из двух специальных значений:
Это новый для нас тип данных — boolean. Он содержит всего лишь два этих значения. Так выглядит пример кода с ним:
var result = 5 > 4; System.out.println(result); // => true
Попробуем написать метод, который принимает на вход возраст ребенка и определяет, младенец ли он. Младенцами считаются дети до года:
// Метод, возвращающий boolean, называется предикатом // Обычно такие методы имеют префикс has, can, is, was и так далее public static boolean isInfant(int age) return age 1; >
Пользуемся тем фактом, что любая операция — это выражение. Поэтому единственной строчкой функции пишем «вернуть то значение, которое получится в результате сравнения age < 1 ».
В зависимости от пришедшего параметра, сравнение будет либо истинным ( true ), либо ложным ( false ). В итоге return вернет этот результат:
System.out.println(App.isInfant(3)); // => false System.out.println(App.isInfant(0)); // => true
Сравнение строк
Посмотрите на код и попытайтесь ответить, чему равны значения этих выражений:
// Какой результат будет в этих примерах — `true` или `false`? "a" == "a"; "a".toUpperCase() == "a".toUpperCase();
Правильный ответ: в первом случае true , во втором — false . Почему? Для ответа на этот вопрос нужно немного погрузиться в то, как работают компьютеры.
В наших программах мы оперируем данными — числами, строками, булевыми значениями. Мы выполняем разнообразные операции — записываем их в переменные, умножаем, делим, конкатенируем.
Так свою работу видит программист. Но внутри компьютера все немного по-другому. Во время работы программа получает доступ и манипулирует данными через их адреса в памяти:
// Под хранение переменной выделяется область памяти // Программа запоминает адрес этой области и работает с ней внутри себя var name = "CodeBasics"; // Программа считала значение переменной по адресу, где хранится значение System.out.println(name);
Память — это большая область для хранения данных, которая очень похожа на склад. В памяти любое значение получает номер, по которому его можно извлечь и заменить. Этот номер и есть адрес.
Сравнение по ссылке и по значению
Из-за этих технических особенностей на сравнение данных между собой можно смотреть двумя способами:
- То же самое — тот же участок памяти
- Такое же — одинаковые значения независимо от того, куда указывают адреса
Пример из реальной жизни: два одинаковых стакана из одного набора. Несмотря на свою одинаковость, все же разные стаканы.
Языки программирования по-разному работают с этими понятиями. Как и во многих других языках, в Java все данные делятся на два больших типа:
- Примитивные данные сравниваются по значению, независимо от адресов
- Ссылочные данные сравниваются по адресам
Так работают примитивные данные:
// Сравнение идет по значению, а не адресам 4 == 4; // true true == true; // true 10.0 == 10.0; // true
Из ссылочных данных мы пока знакомы только со строками, но они работают хитро, поэтому в качестве примера посмотрим на массивы. Не обращайте внимание на незнакомый синтаксис. Просто обратите внимание, что в этом коде вроде бы одинаковые штуки не равны друг другу:
// Создание массивов int[] a = 1, 2> int[] b = 1, 2> // Значения одинаковые, но ссылки разные a == b; // false
Особенности строк
Строки относятся к ссылочным типам данных, но ведут себя странно:
// Сравнение, как у примитивных типов данных "hm" == "hm"; // true // Сравнение, как у ссылочных типов данных "hexlet".toUpperCase() == "hexlet".toUpperCase(); // false
Программы постоянно оперируют строками, поэтому эффективность работы с ними выходит на первое место. Если бы строка всегда вела себя как ссылочный тип, то на каждое значение в коде выделялась дополнительная память:
// Без оптимизаций это выражение привело бы к двойному выделению памяти // По одной единице памяти на каждый "hm" "hm" == "hm";
Но этого не происходит. Когда Java встречает явно создаваемую строку, выполняется проверка, а есть ли уже в памяти такая строка.
Если есть, то она переиспользуется, если нет — создается:
// Выделяется память var name1 = "Java"; // Такая строка уже есть, поэтому подставляется ссылка на уже созданную строку // В результате экономится память var name2 = "Java"; // Сравнение по ссылке // Обе переменные указывают на один участок памяти name1 == name2; // true
Но если строка возвращается из метода, то она помещается в свою область памяти со своим уникальным адресом:
// Выделяется новая память в любом случае var name1 = "java".toUpperCase(); // "JAVA" // Выделяется новая память в любом случае var name2 = "java".toUpperCase(); // "JAVA" name1 == name2; // false
Может показаться, что ссылочные данные приносят сплошные проблемы. На самом деле они нужны. Это станет понятно, когда мы столкнемся с изменяемостью в будущем.
В прикладном программировании мы чаще сравниваем строки по значению, чем по ссылке. Для этого в строки встроен метод equals() :
var name1 = "java".toUpperCase(); // "JAVA" var name2 = "java".toUpperCase(); // "JAVA" name1.equals(name2); // true
Помимо equals() , в строки встроен метод equalsIgnoreCase() , который выполняет проверку по значению без учета регистра:
var name1 = "java".toUpperCase(); // "JAVA" var name2 = "java".toLowerCase(); // "java" name1.equalsIgnoreCase(name2); // true
Иногда сравнение строк в Java ведет себя как сравнение значений, но никогда не делайте ставку на это. При изменении кода легко забыть поправить проверку и получить ошибку. Всегда используйте методы, когда нужно сравнивать по значению.
Комбинирование операций и методов
Логические операции — это выражения. Значит, логические операции можно комбинировать с другими выражениями. Разберем на примере. Допустим, мы хотим проверить четность числа. В программировании четность проверяется через остаток от деления на 2:
Остаток от деления — простая, но очень важная концепция в арифметике, алгебре, теории чисел и криптографии. Идея проста: нужно разделить число на несколько равных групп. Если в конце что-то останется, это и есть остаток от деления.
Делим конфеты поровну между людьми:
- 7 конфет, 2 человека: 2 x 3 + остаток 1. Значит, 7 не кратно 2
- 21 конфету, 3 человека: 3 x 7 + остаток 0. Значит, 21 кратно 3
- 19 конфет, 5 человек: 5 x 3 + остаток 4. Значит, 19 не кратно 5
В коде остаток вычисляется с помощью оператора % :
С помощью него напишем метод для проверки четности:
// Определен в классе App public static boolean isEven(int number) return number % 2 == 0; > App.isEven(10); // true App.isEven(3); // false
В одном выражении мы скомбинировали два логических оператора:
Приоритет арифметических операций выше логических. Значит, сначала вычисляется арифметическое выражение number % 2 , затем результат участвует в логическом сравнении.
По-русски это можно расшифровать так: «Нужно вычислить остаток от деления числа number на 2 и сравнить с нулем; затем вернуть результат сравнения».
Рассмотрим еще один пример. Напишем метод, который принимает строку и проверяет, заглавная ли первая буква. Алгоритм действий будет такой:
- Получим и запишем в переменную первый символ из строки-аргумента
- Сравним, равен ли символ своей заглавной версии
- Вернем результат
А так будет выглядеть реализация в коде:
public static boolean isFirstLetterInUpperCase(String string) var firstLetter = string.charAt(0); // Класс Character содержит различные методы для работы с символом // Метод isUpperCase() проверяет, что переданный символ в верхнем регистре return Character.isUpperCase(firstLetter); > App.isFirstLetterInUpperCase("marmont"); // false App.isFirstLetterInUpperCase("Robb"); // true
Остались вопросы? Задайте их в разделе «Обсуждение»
Вам ответят команда поддержки Хекслета или другие студенты
Операторы сравнения
Операторы сравнения выдают логический результат (boolean). Если условие проверки истинно, оператор выдает true, а если ложно — false. К операторам сравнения относятся (меньше чем), > (больше чем), (меньше чем или равно), >= (больше чем или равно), == (равно), != (не равно). Операторы «Равно» и «не равно» можно использовать для всех примитивных типов данных, однако остальные сравнения нельзя использовать к типу boolean.
Оператор | Пример использования | Возвращает значение «истинно», если. |
---|---|---|
> | a > b | а больше b |
>= | a >= b | а больше или равно b |
a < b | а меньше b | |
a | а меньше или равно b | |
== | a == b | а равно b |
!= | a != b | а не равно b |
&& | a && b | а и b истинны, b оценивается условно (если а ложно, b не вычисляется) |
|| | a || b | а или b истинно, b оценивается условно (если а истинно, b не вычисляется) |
! | !a | а ложно |
& | a & b | а и b истинны, b оценивается в любом случае |
| | a | b | а или b истинно, b оценивается в любом случае |
^ | a ^ b | а и b различны |
Наиболее часто операции сравнения используют в выражениях, которые управляют оператором if и операторами цикла.
Обратите внимание, что равенство обозначается двумя знаками равно (==), одиночный знак равно (=) — это оператор присваивания. Типичная ошибка начинающих программистов.
Корректный вариант примера:
int x = 5; int y = 7; boolean z = a < b; // результат сохраняется в переменной типа boolean
Примеры для оператора if для Java (В C++ используется другой синтаксис!):
int cat_age; if(cat_age == 4) // нельзя if(cat_age) - нет сравнения if(cat_age != 9) // нельзя if(!cat_age) - нет сравнения
Помните, что в Java значения true и false не являются числовыми значениями, как в C++, поэтому, чтобы сравнить значение с другим значением, необходимо явно использовать операторы сравнения.
Операторы сравнения и логические операторы. Ветвление в программе. Условный оператор
Существует несколько бинарных логических операторов и один унарный. В качестве аргументов для всех этих операторов выступают логические литералы (константы), логические переменные и выражения, имеющие логическое значение.
- ! — «отрицание», унарный оператор, меняет значение на противоположное (инвертирует: ложь превращает в истину, а истину — в ложь).
- && — логическое «и» («конъюнкция», «пересечение»), бинарная операция, возвращает истинное значение тогда и только тогда, когда оба операнда истины.
- || — логическое «или» («дизъюнкция», «объединение»), бинарная операция, возвращает истинное значение, когда хотя бы один из операндов истинный.
boolean a = true; boolean b; b = a || true; // b истинно b = !b; // b ложно System.out.println(b); // выведет false a = a || b; // a истинно boolean c; c = a && (a||b); //с истинно System.out.println(c); // выведет true
Операторы сравнения
boolean m; m = 5 >= 4; // истина m = 5 != 5 || false; // ложь boolean w; w = m == false; // истина System.out.println(w); // выведет true
Очень важно не путать оператор эквивалентности с операцией присваивания. В выражениях, где встречаются операторы разных типов, сначала выполняются арифметические операции, затем операции сравнения, затем логические операции и в последнюю очередь присваивание.
Условный оператор if
Оператор if обеспечивает выполнение или пропуск инструкции в зависимости от указанного логического условия. Если условие истинно, то инструкция выполняется.
На месте инструкции может быть как обычная инструкция (одна команда), так и составная инструкция (блок содержащий несколько команд, в том числе, другие условные операторы). Примеры (если в качестве значений переменных будет указан нуль, то деление не будет производиться и его результат не станет выводиться на экран):
// Пример 1 int a = 25; if (a != 0) System.out.println( 100/a ); // Пример 2 int b = 25; if (b != 0) < System.out.println( 100/b ); >
Не смотря на то, что код в первом примере выглядит компактнее, только во втором примере можно было бы выполнить несколько инструкций в случае истинности условия. У оператора if существует формат с дополнительной частью else :
if (условие) инструкция1; else инструкция2;
В случае истинности условия выполняется простая или составная инструкция1, а в случае ложности простая или составная инструкция2. Пример:
int a = 0; if (a != 0) System.out.println( 100/a ); else System.out.println("На нуль делить нельзя");