Question

逻辑运算符 AND（&&）、OR（||）以及 NOT（!）能生成一个布尔值（true 或 false）——以自变量的逻辑关系为基础。下面这个例子向大家展示了如何使用关系和逻辑运算符。

//: Bool.java
// Relational and logical operators
import java.util.*;

public class Bool {
  public static void main(String[] args) {
    Random rand = new Random();
    int i = rand.nextInt() % 100;
    int j = rand.nextInt() % 100;
    prt("i = " + i);
    prt("j = " + j);
    prt("i > j is " + (i > j));
    prt("i < j is " + (i < j));
    prt("i >= j is " + (i >= j));
    prt("i <= j is " + (i <= j));
    prt("i == j is " + (i == j));
    prt("i != j is " + (i != j));

    // Treating an int as a boolean is 
    // not legal Java
//! prt("i && j is " + (i && j));
//! prt("i || j is " + (i || j));
//! prt("!i is " + !i);

    prt("(i < 10) && (j < 10) is "
       + ((i < 10) && (j < 10)) );
    prt("(i < 10) || (j < 10) is "
       + ((i < 10) || (j < 10)) );
  }
  static void prt(String s) {
    System.out.println(s);
  }
} ///:~

只可将 AND，OR 或 NOT 应用于布尔值。与在 C 及 C++中不同，不可将一个非布尔值当作布尔值在逻辑表达式中使用。若这样做，就会发现尝试失败，并用一个“//!”标出。然而，后续的表达式利用关系比较生成布尔值，然后对结果进行逻辑运算。

输出列表看起来象下面这个样子：

i = 85
j = 4
i > j is true
i < j is false
i >= j is true
i <= j is false
i == j is false
i != j is true
(i < 10) && (j < 10) is false
(i < 10) || (j < 10) is true

注意若在预计为 String 值的地方使用，布尔值会自动转换成适当的文本形式。

在上述程序中，可将对 int 的定义替换成除 boolean 以外的其他任何主数据类型。但要注意，对浮点数字的比较是非常严格的。即使一个数字仅在小数部分与另一个数字存在极微小的差异，仍然认为它们是“不相等”的。即使一个数字只比零大一点点（例如 2 不停地开平方根），它仍然属于“非零”值。

1. 短路

操作逻辑运算符时，我们会遇到一种名为“短路”的情况。这意味着只有明确得出整个表达式真或假的结论，才会对表达式进行逻辑求值。因此，一个逻辑表达式的所有部分都有可能不进行求值：

//: ShortCircuit.java
// Demonstrates short-circuiting behavior
// with logical operators.

public class ShortCircuit {
  static boolean test1(int val) {
    System.out.println("test1(" + val + ")");
    System.out.println("result: " + (val < 1));
    return val < 1;
  }
  static boolean test2(int val) {
    System.out.println("test2(" + val + ")");
    System.out.println("result: " + (val < 2));
    return val < 2;
  }
  static boolean test3(int val) {
    System.out.println("test3(" + val + ")");
    System.out.println("result: " + (val < 3));
    return val < 3;
  }
  public static void main(String[] args) {
    if(test1(0) && test2(2) && test3(2))
      System.out.println("expression is true");
    else
      System.out.println("expression is false");
  }
} ///:~

每次测试都会比较自变量，并返回真或假。它不会显示与准备调用什么有关的资料。测试在下面这个表达式中进行：

if(test1(0)) && test2(2) && test3(2))

很自然地，你也许认为所有这三个测试都会得以执行。但希望输出结果不至于使你大吃一惊：

if(test1(0) && test2(2) && test3(2))

第一个测试生成一个 true 结果，所以表达式求值会继续下去。然而，第二个测试产生了一个 false 结果。由于这意味着整个表达式肯定为 false，所以为什么还要继续剩余的表达式呢？这样做只会徒劳无益。事实上，“短路”一词的由来正种因于此。如果一个逻辑表达式的所有部分都不必执行下去，那么潜在的性能提升将是相当可观的。