В этом уроке мы разберем логические операции, научимся использовать логические выражения и писать методы-предикаты.
Кроме арифметических операций, из школьной математики нам известны еще и операции сравнения, например:
5 > 4
Это звучит как вопрос: «Пять больше четырех?». В данном случае, ответ «да». В других случаях, ответом может быть «нет», например, для такого выражения:
3 < 1
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:
<
— меньше<=
— меньше или равно>
— больше>=
— больше или равно==
— равно!=
— не равноПосмотрим на пару примеров логических операций:
5 > 4
password == text
Оба примера — это выражения. Результат вычисления этих выражений — это одно из двух специальных значений:
true
— «истина»false
— «ложь»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
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.
Из-за этих технических особенностей на сравнение данных между собой можно смотреть двумя способами:
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:
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
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
https://replit.com/@hexlet/java-basics-logical-operations
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.
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:
В коде остаток вычисляется с помощью оператора %
:
7 % 2
→ 1
21 % 3
→ 0
19 % 5
→ 4
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
https://replit.com/@hexlet/java-basics-logical-operations-1
В одном выражении мы скомбинировали два логических оператора:
==
— проверка равенства%
— арифметический оператор остатка от деленияПриоритет 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:
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
Вам ответят команда поддержки Хекслета или другие студенты.
Курсы программирования для новичков и опытных разработчиков. Начните обучение бесплатно
Наши выпускники работают в компаниях:
С нуля до разработчика. Возвращаем деньги, если не удалось найти работу.
Зарегистрируйтесь или войдите в свой аккаунт