Тип данных boolean и логические операторы — введение в Java 005 #

Boolean #

Boolean в Java — это логический тип данных. Переменная типа boolean может принимать всего два значения — это правда или ложь — true & false. Эти два значения обозначаются в других языках и часто выдаются на экран как 1 и 0, но всё же не равны этим значениям: например, выражение boolean b = 0; приведёт к ошибке при компиляции программы. Но мы можем сравнить переменные или выполнить логическую операцию с типом данных boolean:

  int a = 1, b = 2;
  boolean bool = a <= b;

Говоря о булевых или логических типах данных, нам придётся освежить свои воспоминания о булевой алгебре и возможных логических операциях.

Таблица истинности #

Давайте представим себе пример из жизни: мы ищем на сайте все статьи, которые мы опубликовали и комментировали. Должны быть два совпадения — это вариант a & b. Или мы ищем все статьи, в которых есть упоминание слов “алгебра” или “математика” — это a | b. А отыскать все статьи, которые написаны не нами, можно, применив логический оператор !a. Стать исключительно космонавтом или медиком — это a ^ b

Это так называемые булевы или логические операции. В интернете много материала по ключевым словам: таблица истинности, булева алгебра, теория множеств, конъюнкция, дизъюнкция.

С помощью таблицы с результатами логических операций можно перепроверить работу Java:

public class NewBoolean {
    public static void main(String[] args) {
        boolean a, b, c;
        a = true;
        b = false;
        c = a & b;
        System.out.println(c); // returns false because only one of the two required values​is true

        int d = 1, f = 2;
        boolean bool = d <= f;

        int i = 10;
        int j = 9;
        System.out.println(i > j); // returns true, because 10 is higher than 9

        System.out.println(10 == 15); // returns false, because 10 is not equal to 15

        int x = 10;
        System.out.println(x == 10); // returns true, because the value of x is equal to 10
    }
}

Надо понимать, что значение вашего чекбокса (галочки) на сайте Facebook при регистрации — “с правилами ознакомлен и согласен” — и есть значение булевой переменной в программе.

Логические операторы, которые поддерживаются Java #

Амперсанд — это название знака &.
Карет (англ. caret) — это название знака ^.
Пайп (pipeline), Вертикальная черта — это название знака |.

Мы ещё раз рассмотрим данные операторы позже. Пока мы должны понимать, что с арифметическими операторами всё немного сложнее, чем хотелось бы.

Булева алгебра #

Булева алгебра, ударение на первый слог. БУлева.

Принципиально основы булевой алгебры не должны были давать в школе. Программисты учат её в институте.

Давайте я попробую на пальцах рассказать основы и то, что нам понадобится на минимальном уровне.

Дизъюнкция #

Когда мама ИЛИ папа дают мне деньги на карманные расходы, то я бегу и покупаю себе мороженное.

Знакомая ситуация, деньги можно получить в трёх случах из четырёх. В одном случае же деньги может дать и мама, и папа, тогда и друга можно угостить мороженным.

Это дизъюнкция.

Дизъюнкция - логическое сложение, логическое ИЛИ, включающее или, просто “или”(англ. OR; нем. ODER) В Java операторы "|" и "||"

boolean a = false, b = true, c;
c = a | b;

Пример в технике; дублирование выключателя или кнопки, дверной звонок и звонок у калитки вызывают одну и туже реакцию - включается мелодия звонка.

В учебниках можно встретить обозначение “больше либо равно единице” - =>1.

Конъюнкция #

Конъюнкция - логическое “И”, логическое умножение, просто “И”, “AND”, "&".

В Java оператор "&" и "&&".

boolean a = false, b = true, c;
c = a & b;

Если светит солнце “И” у меня выходной, то я иду купаться на озеро.

Пример из жизни. Ядерный чемоданчик могут активировать только два офицера одновременно. По отдельности чемодан остаётся неактивным.

Антиваленц #

“XOR”, эксклюзивное или, “EOR”, “EXOR”. В Java оператор "^".

boolean a = false, b = true, c;
c = a ^ b;

Только на горных лыжах в Австрии или на лошадях у бабушки в деревне я забываю про свою работу.

Или ты садишься за математику или я расскажу всё отцу.

ИЛИ - ИЛИ. Исключительное или.

Лампочка в больнице может работать от городского электричества или от дизельного генератора в подвале. Но не от двух источников одновременно.

В учебниках можно встретить обозначение “равно единице” - =1.

Отрицание #

Negation. NOT. В Java оператор "!".

boolean a = false, b;
b = !a;

Давайте представим огромный станок по продольной распилке леса. В цеху есть две кнопки. Зелёная и красная. При включении зелёной пила должна работать. При нажатии на красную пила должна остановится.

Дополнительные материалы #

1. Булева алгебра — самое важное
2. Булева алгебра
3. Теория множеств
4. Очень неплохая статья
5. simulator — симулятор логических выражений в электротехнике. Очень помог мне в своё время вспомнить булеву алгебру.

Домашнее задание #

1. Что выдаст программа, если запросить значения a, b, c, d, e, f?
2. Посчитайте сначала в уме и проговорите вслух, что делает каждая строчка.

   boolean a = (7+8)*5 > 7+8*5;
   boolean b = (7+8)*4 != 7+4*5;
   boolean c = 3+4 > 9+1 & 16-5 > 3*4;
   boolean d = 16/2 < 6+2 | 4+5 <= 4*5;
   boolean e = !(3*4 < 7+8);
   

3. Напишите программу и проверьте свои результаты.
4. Сравните строчку вывода со своей:

    System.out.println(a + "\n" + b + "\n" + c + "\n" + d + "\n" + e);
   

5. Повторение String: Найдите метод из официальной библиотеки и покажите его работу. По возможности используйте printf.
6. Задача. Не для решения в Java, а для попытки понимания логических операций в уме.
   Петя, Вася и Маша остались дома одни. Кто-то из них ел варенье. На вопрос мамы, кто это сделал, они сказали:
   1. Петя: “Я не ел. Маша тоже не ела.”
   2. Вася: “Маша действительно не ела. Это сделал Петя”
   3. Маша: “Вася врет. Это он съел.”

Выясните, кто ел варенье, если известно, что двое из них оба раза сказали правду, а третий один раз соврал, а один раз сказал правду.

Ответ к задаче для собственной сверки