顯微鏡下的 i++ 與 ++i

注意，以下討論的語(yǔ)言是 Java

這個(gè)問(wèn)題被網(wǎng)上的好多文章寫爛了，但基本重復(fù)度很高，我看過(guò)后的感覺(jué)是，大部分都是錯(cuò)誤的、誤導(dǎo)讀者的。

隨便百度一下，我們打開(kāi)第一條。

上來(lái)先說(shuō)個(gè)結(jié)論

i++ 先賦值在運(yùn)算，例如 a=i++，先賦值a=i，后運(yùn)算i=i+1，所以結(jié)果是a==1

++i 先運(yùn)算在賦值，例如 a=++i，先運(yùn)算i=i+1，后賦值a=i，所以結(jié)果是a==2

然后給了成噸的例子來(lái)說(shuō)明

public?class?Test3?{
?public?static?void?main(String[]?args)?{
??int?y=0;?
??//注意"="是賦值,"=="才是相等
??//這里的y=++y?是先運(yùn)算在賦值
??y=++y;//?y==0,++y==y+1;?結(jié)果y=++y?==?y+1?==?0+1?==1
??y=++y;//?y==1,++y==y+1;?結(jié)果y=++y?==?y+1?==?1+1?==2
??y=++y;//?y==2,++y==y+1;?結(jié)果y=++y?==?y+1?==?2+1?==3
??y=++y;//?y==3,++y==y+1;?結(jié)果y=++y?==?y+1?==?3+1?==4
??y=++y;//?y==4,++y==y+1;?結(jié)果y=++y?==?y+1?==?4+1?==5
??System.out.println("y="+y);//5
??int?i?=0;
??//?i==0,i++==0;?結(jié)果i=i++?==?(記住先賦值后運(yùn)算)
??i=i++;
??i=i++;
??i=i++;
??i=i++;
??i=i++;
??System.out.println("i="+i);//0
??System.out.println("================");//1
?}
}

首先這個(gè)例子沒(méi)有任何代表性；

其次得出的結(jié)論也是極其誤導(dǎo)人的；

但最關(guān)鍵的是，這無(wú)法幫助你真正理解 i++ 和 ++i 的本質(zhì)是什么

所以 i++ 和 ++i 的區(qū)別請(qǐng)聽(tīng)我說(shuō)

先忘掉什么“先賦值、后運(yùn)算”

別著急，慢慢來(lái)，忍住看到最后

i++ 和 ++i 字節(jié)碼

查看字節(jié)碼用 javap 命令，或者直接用 idea 的插件，這里不做過(guò)多介紹

在某方法里寫上這樣一段代碼

public?void?ipp()?{
????int?i?=?1;
????i++;
}

查看其字節(jié)碼

iconst_1
istore_1
iinc?1?1
return

然后我們?cè)趯懮线@樣一段代碼

public?void?ipp()?{
????int?i?=?1;
????++i;
}

查看其字節(jié)碼

iconst_1
istore_1
iinc?1?1
return

發(fā)現(xiàn)沒(méi)，完全一樣。也就是說(shuō)，在沒(méi)有賦值操作時(shí)，i++ 和 ++i 編譯成字節(jié)碼后，都是

iinc 1 1

完全一樣

有多少人之前的理解是 i++ 和 ++i 本身孤零零地放在那是有區(qū)別的呢？

看 iinc 字節(jié)碼的定義

找到 JVM 官方手冊(cè)

https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se8/html/jvms-6.html#jvms-6.5.iinc

看到 iinc 字節(jié)碼指令的格式為

iinc index const

index 表示局部變量表的索引，const 表示將其值加上多少

所以上面的

iinc 1 1

就表示

將局部變量表索引為1位置的值，加上1

局部變量表索引 0 位置處是 this，索引 1 位置處的值，是int i = 1 這段代碼設(shè)置的，也就是 1。把這個(gè)值加 1，就變成了了 2

再來(lái)回顧下上面的代碼

public?void?ipp()?{
????int?i?=?1;
????i++;
????System.out.println(i);
}

public?void?ppi()?{
????int?i?=?1;
????++i;
????System.out.println(i);
}

如果打印 i 的值，很容易知道，兩個(gè)都是 2

所以很簡(jiǎn)單，i++ 和 ++i 本身在字節(jié)碼指令中的體現(xiàn)都是?iinc，就是單純把 i 所在的局部變量表那個(gè)位置的值，+1

稍稍復(fù)雜一點(diǎn)

我們把上面的代碼稍稍復(fù)雜一點(diǎn)，++操作后，再重新賦值給 i

public?void?ipp()?{
????int?i?=?1;
????i?=?i++;
}

public?void?ppi()?{
????int?i?=?1;
????i?=?++i;
}

你猜 i 的值分別是多少

別急，再次查看字節(jié)碼

void ipp() --> i = i++;

iconst_1
istore_1
iload_1
iinc?1?1
istore_1
return

void ppi() --> i = ++i;

iconst_1
istore_1
iinc?1?1
iload_1
istore_1
return

這回看到不一樣了，但字節(jié)碼指令都相同，只是順序不同

i = i++ 就是 先 iload_1 再 iinc 1 1

i = ++i 就是 先 iinc 1 1 再 iload_1

所以也很簡(jiǎn)單，i++ 和?++i 只有在最終賦值給某變量時(shí)（實(shí)際上是因?yàn)閰⑴c了運(yùn)算，因?yàn)橹苯淤x值也是一種無(wú)運(yùn)算符號(hào)的運(yùn)算），字節(jié)碼指令是不同的，而且也只是順序上的不同。

那順序的不同會(huì)導(dǎo)致結(jié)果怎樣呢？下面我們通過(guò)觀察?虛擬機(jī)棧?來(lái)細(xì)化整個(gè)過(guò)程

觀察虛擬機(jī)棧中的變化

但你得先知道虛擬機(jī)棧是什么，也就得知道 JVM 的內(nèi)存劃分，這塊就不幫你復(fù)習(xí)了哈，直接上 ipp() 方法入虛擬機(jī)棧后，這個(gè)方法棧幀里的初始構(gòu)造。

看 i = i++

下面一步步執(zhí)行 ipp() 方法的字節(jié)碼

iconst_1
istore_1
iload_1
iinc?1?1
istore_1
return

注意局部變量表 0 處表示的是 this，這里為了簡(jiǎn)化沒(méi)有寫出，然后棧幀的“幀”字寫錯(cuò)啦，我就任性一下不改了哈

iconst_1：將立即數(shù) 1 壓棧

istore_1：操作數(shù)棧頂 -> 局部變量表 1 位置

iload_1：局部變量表 1 位置 -> 操作數(shù)棧頂

iinc 1 1：局部變量表 1 位置的值 +1

istore_1：操作數(shù)棧頂 -> 局部變量表 1 位置

所以，最后 i 的值，也就是局部變量表中 1 位置處的值，就是 1

所以 idea 也會(huì)提示你，這里的 i++ 沒(méi)用

the value changed at 'i++' is never used

再看 i = ++i

iconst_1
istore_1
iinc?1?1
iload_1
istore_1
return

• iconst_1：將立即數(shù) 1 壓棧

• istore_1：操作棧頂 -> 局部變量表 1 位置

• iinc 1 1：局部變量表 1 位置的值 +1

• iload_1：局部變量表 1 位置 -> 操作棧頂

• istore_1：操作棧頂 -> 局部變量表 1 位置

所以，最后 i 的值，也就是局部變量表中 1 位置處的值，就是 2

本質(zhì)區(qū)別

所以看出本質(zhì)區(qū)別是什么了么？

區(qū)別就是

是?"先把局部變量表中的值 +1，再放到操作數(shù)棧中"

還是 "先放到操作數(shù)棧中，再把局部變量表中的值 +1"

僅此而已

所以網(wǎng)上普遍的說(shuō)法，i++ 表示 先 賦值 再 運(yùn)算

• 賦值就是 壓入操作數(shù)棧頂
• 運(yùn)算就是?局部變量表 +1 操作

反正這倆詞我是對(duì)應(yīng)不上...

還有的說(shuō)法是，i++ 是先把 i 拿出來(lái)使用，然后再+1；

還有的說(shuō)法是，i++?先賦值在自增

還有的 ... ...

哥哥誒，咱別用自己造的詞誤導(dǎo)讀者了好不？

所以最后用我的話總結(jié)一個(gè)沒(méi)有任何歧義的

• i++：先將局部變量表中的 i 放入操作數(shù)棧中，再將局部變量表中的 i 值 +1
• ++i：先局部變量表中的 i 值 +1，再將i放入操作數(shù)棧中

來(lái)點(diǎn)難的

當(dāng)你從這個(gè)角度理解了之后，再做類似的復(fù)雜一點(diǎn)的題，也不在話下，大不了在腦子里從頭推導(dǎo)一遍即可

看題

int?i?=?2;
int?y?=?i++?+?++i;
y?=??

int?a?=?2;
a?=?a++?+?++a;
a?=??

int?b?=?2;
b?=?b++?+?(++b?+?++b)?+?(b?+=?2);
b?=??

思

考

一

分

鐘

答案

y = 6

a = 6

b = 18

你做對(duì)了么？

我把最難的那個(gè)題的字節(jié)碼展示出來(lái)

按照黃色的字可以到操作數(shù)棧的變化（從左到右就是操作數(shù)棧從棧底到棧頂），自己腦補(bǔ)一下動(dòng)畫吧，不想做了有點(diǎn)懶哈哈哈~

int?b?=?2;
b?=?b++?+?(++b?+?++b)?+?(b?+=?2);

iconst_2????;操作數(shù)棧?2
istore_1????;局部變量表?b=2
iload_1?????;操作數(shù)棧?2
iinc?1?by?1?;局部變量表?b=3
iinc?1?by?1?;局部變量表?b=4
iload_1?????;操作數(shù)棧?2?4
iinc?1?by?1?;局部變量表?b=5
iload_1?????;操作數(shù)棧?2?4?5
iadd????????;操作數(shù)棧?2?9（=4+5）
iadd????????;操作數(shù)棧?11（=2+9）
iinc?1?by?2?;局部變量表?b=7
iload_1?????;操作數(shù)棧?11?7
iadd????????;操作數(shù)棧?18（=11+7）
istore_1????;局部變量表?b=18

再難的，我覺(jué)得就有些無(wú)聊了，大家自己給自己出題吧~

如果你對(duì)這里的入棧順序有困惑，比如你感覺(jué)加了（）數(shù)學(xué)上不是先進(jìn)行運(yùn)算么？怎么不是先入棧參與運(yùn)算呢？

那其實(shí)這和 i++ 與 ++i?的知識(shí)就不相關(guān)了，你需要了解的是 前綴、中綴、后綴表達(dá)式，這里只舉個(gè)例子不展開(kāi)講解。

簡(jiǎn)單說(shuō)就是如何將數(shù)學(xué)表達(dá)式，轉(zhuǎn)換成一種格式，按照這個(gè)順序可以方便通過(guò)棧來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)算。

比如

b++ + (++b + ++b) + (b += 2)

在轉(zhuǎn)成后綴表達(dá)式過(guò)程中 ++ 操作根本不受影響，先簡(jiǎn)化成

b + (b + b) + b

轉(zhuǎn)換成后綴表達(dá)式后就是

b b b + + b +

照著這個(gè)順序壓棧，就是字節(jié)碼中指令的順序啦，比如 b 壓棧就是 iload_1，運(yùn)算符（+）壓棧就是 iadd，你再回過(guò)去證明一下哦~

而這里的每一個(gè) b 的值，就是壓棧那一時(shí)刻的 b 的值

最后憤怒地再說(shuō)兩句

所以，網(wǎng)上關(guān)于 ++?的題目，其實(shí)是兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)

• i++ 與 ++i 參與運(yùn)算時(shí)的字節(jié)碼指令

• 將數(shù)學(xué)表達(dá)式轉(zhuǎn)換為棧操作的后綴表達(dá)式
  

而網(wǎng)上的講解，大部分都不是從最直接的字節(jié)碼指令說(shuō)，還將兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)混為一談，我覺(jué)得是不負(fù)責(zé)任的。

回過(guò)頭來(lái)再看開(kāi)頭說(shuō)的那篇文章的結(jié)論

i++ 先賦值在運(yùn)算，例如 a=i++，先賦值a=i，后運(yùn)算i=i+1，所以結(jié)果是a==1

++i 先運(yùn)算在賦值，例如 a=++i，先運(yùn)算i=i+1，后賦值a=i，所以結(jié)果是a==2