面試官又整新活，居然問我for循環(huán)用i++和++i哪個(gè)效率高？

前幾天，一個(gè)小伙伴告訴我，他在面試的時(shí)候被面試官問了這么一個(gè)問題：

在for循環(huán)中，到底應(yīng)該用 i++ 還是 ++i ？

聽到這，我感覺這面試官確實(shí)有點(diǎn)不按套路出牌了，放著好好的八股文不問，凈整些幺蛾子的東西。在臨走的時(shí)候，小伙伴問面試官這道題的答案是什么，面試官沒有明確告訴答案，只是說讓從程序執(zhí)行的效率角度自己思考一下。

好吧，既然這個(gè)問題被拋了出來，那我們就見招拆招，也給以后面試的小伙伴們排一下坑。

思路

前面提到，這個(gè)搞事情的面試官說要從執(zhí)行效率的角度思考，那我們就拋開語義上的區(qū)別，從運(yùn)行結(jié)果以外的效率來找找線索。回想一下，我們在以前介紹CAS的文章中提到過，后置自增i++和前置自增++i都不是原子操作，那么實(shí)際在執(zhí)行過程中是什么樣的呢？下面，我們從字節(jié)碼指令的角度，從底層進(jìn)行一波分析。

i++ 執(zhí)行過程

先寫一段簡單的代碼，核心功能就只有賦值和自增操作：

public?static?void?main(String[]?args)?{
????int?i=3;
????int?j=i++;
????System.out.println(j);
}

下面用javap對字節(jié)碼文件進(jìn)行反編譯，看一下實(shí)際執(zhí)行的字節(jié)碼指令：

是不是有點(diǎn)難懂？沒關(guān)系，接下來我們用圖解的形式來直觀地看看具體執(zhí)行的過程，也幫大家解釋一下晦澀的字節(jié)碼指令是如何操作棧幀中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的，為了簡潔起見，在圖中只列出棧幀中比較重要的操作數(shù)棧和局部變量表。

上面的代碼中除去打印語句，整體可以拆分成兩步，我們先看第一步 int i=3 是如何執(zhí)行的 。

上面兩條操作數(shù)棧和局部變量表相關(guān)的字節(jié)碼指令還是比較容易理解的，下面再看一下第二步int j=i++的執(zhí)行過程：

在上圖中需要注意的是，iinc能夠直接更新局部變量表中的變量值，它不需要把數(shù)值壓到操作數(shù)棧中就能夠直接進(jìn)行操作。在上面的過程中，拋去賦值等其他操作，i++實(shí)際執(zhí)行的字節(jié)碼指令是：

2:?iload_1
3:?iinc????1,?1

如果把它翻譯成我們能看懂的java代碼，可以理解為：

int?temp=i;
i=i+1;

也就是說在這個(gè)過程中，除了必須的自增操作以外，又引入了一個(gè)新的局部變量，接下來我們再看看++i的執(zhí)行過程。

++i 執(zhí)行過程

我們對上面的代碼做一點(diǎn)小小的改動，僅把i++換成++i，再來分析一下++i的執(zhí)行過程是怎樣的。

public?static?void?main(String[]?args)?{
????int?i=3;
????int?j=++i;
????System.out.println(j);
}

同樣，用javap反編譯字節(jié)碼文件：

int i=3對應(yīng)前兩行字節(jié)碼指令，執(zhí)行過程和前面i++例子中完全相同，可以忽略不計(jì)，重點(diǎn)還是通過圖解的方式看一下int j=++i對應(yīng)的字節(jié)碼指令的執(zhí)行過程：

拋去賦值操作，++i實(shí)際執(zhí)行過程只有一行字節(jié)碼指令：

2:?iinc????1,?1

轉(zhuǎn)換成能理解的java代碼的話，++i實(shí)際執(zhí)行的就在局部變量中執(zhí)行的：

i=i+1;

這么看來，在使用++i時(shí)確實(shí)比i++少了一步操作，少引入了一個(gè)局部變量，如果在運(yùn)算結(jié)果相同的場景下，使用++i的話的確效率會比i++高那么一點(diǎn)點(diǎn)。

那么回到開頭的問題，兩種自增方式應(yīng)用在for循環(huán)中執(zhí)行的時(shí)候，那種效率更高呢？剛才得出的結(jié)論仍然適用于for循環(huán)中嗎，別急，讓我們接著往下看。

for循環(huán)中的自增

下面準(zhǔn)備兩段包含了for循環(huán)的代碼，分別使用i++后置自增和++i前置自增：

//i++?后置自增
public?class?ForIpp?{
????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????for?(int?i?=?0;?i?5;?i++)?{
????????????System.out.println(i);
????????}
????}
}
//++i?前置自增
public?class?ForPpi?{
????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????for?(int?i?=?0;?i?5;?++i)?{
????????????System.out.println(i);
????????}
????}
}

老規(guī)矩，還是直接反編譯后的字節(jié)碼文件，然后對比一下指令的執(zhí)行過程：

到這里，有趣的現(xiàn)象出現(xiàn)了，兩段程序執(zhí)行的字節(jié)碼指令部分居然一模一樣。先不考慮為什么會有這種現(xiàn)象，我們還是通過圖解來看一下字節(jié)碼指令的執(zhí)行過程：

可以清晰的看到，在進(jìn)行自增時(shí)，都是直接執(zhí)行的iinc，在之前并沒有執(zhí)行iload的過程，也就是說，兩段代碼執(zhí)行的都是++i。這一過程的驗(yàn)證其實(shí)還有更簡單的方法，直接使用idea打開字節(jié)碼文件，就可以看到最終for循環(huán)中使用的相同的前置自增方式。

那么，為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢？歸根結(jié)底，還是java編譯器對于代碼的優(yōu)化，在兩種自增方式中，如果沒有賦值操作，那么都會被優(yōu)化成一種方式，就像下面的兩個(gè)方法的代碼：

void?ipp(){
????int?i=3;
????i++;
}
void?ppi(){
????int?i=3;
????++i;
}

最終執(zhí)行時(shí)的字節(jié)碼指令都是：

0:?iconst_3
1:?istore_1
2:?iinc????1,?1
5:?return

可以看到，在上面的這種特定情況下，代碼經(jīng)過編譯器的優(yōu)化，保持了語義不變，并通過轉(zhuǎn)換語法的形式提高了代碼的運(yùn)行效率。所以再回到我們開頭的問題，就可以得出結(jié)論，在for循環(huán)中，通過jvm進(jìn)行編譯優(yōu)化后，不論是i++還是++i，最終執(zhí)行的方式都是++i，因此執(zhí)行效率是相同的。

所以，以后再碰到這種半吊子的面試官，和你談for循環(huán)中i++和++i的效率問題，自信點(diǎn)，直接把答案甩在他的臉上，兩種方式效率一樣！

我是 Guide哥，一個(gè)工作2年有余，接觸編程已經(jīng)6年有余的程序員。大三開源 JavaGuide，目前已經(jīng) 100k+ Star。未來幾年，希望持續(xù)完善 JavaGuide，爭取能夠幫助更多學(xué)習(xí) Java 的小伙伴！共勉！凎！點(diǎn)擊即可了解我的個(gè)人經(jīng)歷。

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