Java自增

本文分为以下部分:

栗子

java存在一种神奇的操作符,++,自增1,但是经常分不清楚 i++++i 两者的区别,虽然最后结果可能都是 i+1,但是在不同场景使用有不同效果。先上一段代码。

public class IncreaseTest {

    public static void main(String[] args) {
        int i = 10;

        int j = i++;
        System.out.println(j);

        int k = ++i;
        System.out.println(k);
    }

}

看着脑袋都大,感觉 j、k 最后值都一样,实际上不一样。在讲解原理之前,先简单说明一下底层东西。

局部变量表

oracle java 局部变量表 中解释

image-20220414142156180

其中第二段解释,byte、char、short、int 等基本数据类型值会存在局部变量表中。

操作数栈

oracle java 操作数栈 中解释

image-20220414142608968

简单理解就是 主要用于保存计算过程的中间结果,同时作为计算过程中变量临时的存储空间。就是用于计算等操作。

举个简单的栗子简单解释上面两个东西

/**
 * 操作数栈压入 10 这个值
 * 然后将 10 保存到本地变量表赋值给 i
 * j同理
 *
 * 在进行 k = i + j 的操作
 * 操作数栈从本地变量表中读取 i 的值压入操作数栈
 * 操作数栈从本地变量表中读取 j 的值压入操作数栈
 * 然后对操作数栈中的两个值进行相加操作
 * 将结果保存到本地变量表同时赋值给 k
 * 最后输出 本地变量表中 读取的数据
 */
public static void main(String[] args) {
    int i = 10;
    int j = 20;
    int k = i + j;
    
    System.out.println(k);
}

图例如下:

image-20220414170111681

栗子解释

回归正题,最初的栗子,在计算 j 的时候,是先将 i 的本地变量表的值取出来压入操作数栈,然后再进行 ++ 、赋值等操作,那是先赋值还是先 ++ 呢,其实已经不重要了,因为 ++ 操作操作的是本地变量表的值,而不是操作数栈中的值,所以当 i 的值已经压入操作数栈后,那么操作数栈中的值已经是 10 了,就算本地变量表的值再变化,不会改变操作数栈中的值。所以 j 为 10,本地变量表中 i 为11。(事实上是i的值取出来压入操作数栈,然后i的本地变量表进行+1操作,然后操作数栈赋值给j)

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然后第二步,进行的是 int k = ++i;

首先看到的是 ++,所以操作的是本地变量表 i+1 ,然后再将 i 的本地变量表值压入操作数栈,再赋值给 k。

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所以 i++ ,是先将 i 的值压入操作数栈,再将本地变量表中 i 的值 +1 ,再将操作数栈中的数值赋值给要赋值的对象。

++i ,是先将本地变量表中 i 的值 +1,再压入操作数栈中,再进行赋值给对象等操作。

简记:先++就是先+1,后++就是后+1。

来点复杂的

public class IncreaseTest2 {

    public static void main(String[] args) {
        int i = 10;
        i = i++;
        System.out.println(i);

        i = ++i;
        System.out.println(i);
    }

}

首先看 i = i++;

通过简单的栗子,我们知道,当 i++ 再后面时,为后 ++;那么是 i 先赋值给自己 ,再 +1?

当然不是,仔细看上方赋值给 j 的图会发现,先本地变量 +1 ,再进行赋值。

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然后再看 ++i,和第一个栗子差不多

image-20220414155511461

字节码解读

第一个栗子

在终端中使用 javap -v -p xxx.class 文件可以看到该class文件的字节码文件。由于不好阅读,所以追加覆盖到 test1.txt 文件中。(采用idea的 jclasslib 插件也可以)

image-20220414155918804

在文件中找到熟悉的public static void main,下面即为代码的字节码,我贴一部分

image-20220414160203611

感觉有点晦涩难懂,我一一解释吧。

bipush 将数值(当前10位byte,-128—127均为byte)压入操作数栈。

istore 将操作数栈栈顶的值弹出返回给本地变量表(保存到本地变量)。

iload 从本地变量表中读取数值压入操作数栈。

iinc 本地变量表中的值+1

0: bipush        10	//操作数栈压入10
2: istore_1		//将10存储到本地变量i (这里1表示i,可以从文件下方LocalVariableTable查看)
3: iload_1		//读取i的值 10 压入操作数栈
4: iinc          1, 1	//本地变量中 i 的值 +1(操作数栈值不变,依旧为10)
7: istore_2		//操作数栈栈顶(10)的值弹出返回本地变量 j ,所以 j 为10

11: iload_2		//有个打印输出流,需要读取 j 的值,删除了相应字节码

15: iinc          1, 1	//本地变量 i 的值 +1(原本为11,现在变为12)
18: iload_1		//读取i的值 12 压入操作数栈
19: istore_3	        //保存至 k ,所以 k 为12

第二个栗子

使用同样方法查看字节码

image-20220414161847608

其实和第一个栗子一样,可以自行理解。

特栗

public class IncreaseTest3 {

    public static void main(String[] args) {
        int i = 10;

        i = (i++) * (++i);
	
        //120
        System.out.println(i);
    }

}

其实再理解上方字节码或者图解,这个自然而然容易理解了

图解

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字节码大概描述就是

iload 	//10 入操作数栈
iinc	//本地变量 +1 (操作数栈中依旧为10)
innc	//本地变量继续 +1(此时为12)
iload	//12 入操作数栈
//然后进行乘法得到120
istore

总结

i++ ,是先将 i 的值压入操作数栈,再将本地变量表中 i 的值 +1 ,最后操作数栈的数进行操作。

++i ,是先将本地变量表中 i 的值 +1,再压入操作数栈中,最后操作数栈的数进行操作。

简单记忆:先++就是先+1,后++就是后+1。

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