从字节码的角度理解i++、++i和i++ + ++i

原创

wx5df643be5259a 2022-08-27 00:15:33 ©著作权

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本文主要分析i++、++i和i++ + ++i的结果，这些也是面试题中最常考的，但有的读者可能总是记不住，原因就在于读者未能深入到字节码层面做进一步的研究，本文将从字节码的角度探索此类语法的奥秘。

本文演示案例源码：

int a = 10;
a = a++;

int b = 10;
b = ++b;


System.out.println(a);
System.out.println(b);


int d = 10;
int e = d++ + ++d;
System.out.println(e);

通过javap -c命令，将类的字节码文件反汇编得到如下内容：

Code:
       0: bipush        10
       2: istore_1
       3: iload_1
       4: iinc          1, 1
       7: istore_1
       8: bipush        10
      10: istore_2
      11: iinc          2, 1
      14: iload_2
      15: istore_2
      16: getstatic     #4                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
      19: iload_1
      20: invokevirtual #5                  // Method java/io/PrintStream.println:(I)V
      23: getstatic     #4                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
      26: iload_2
      27: invokevirtual #5                  // Method java/io/PrintStream.println:(I)V
      30: bipush        10
      32: istore_3
      33: iload_3
      34: iinc          3, 1
      37: iinc          3, 1
      40: iload_3
      41: iadd
      42: istore        4
      44: getstatic     #4                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
      47: iload         4
      49: invokevirtual #5                  // Method java/io/PrintStream.println:(I)V
      52: return

与本例相关的字节码指令：

指令	作用
bipush	将单字节的常量值推送至栈顶
istore_1	将栈顶int类型数值存入第2个本地变量，同时栈顶的值要出栈
iload_1	将第2个int类型本地变量推送至栈顶
iinc	将指定int类型变量增加指定值（如i++，i--、i+=2）
getstatic	获取指定类的静态字段，并将其值压入栈顶
invokevirtual	调用实例方法
iadd	将栈最前面的两int类型数值相加并将结果压入栈顶
return	从当前方法返回void

先来分析a++，对应汇编代码的第0到第7行。

0: bipush        10   # 将常量10压入栈顶
2: istore_1           # 将栈顶的10赋值给第2个本地变量，即a=10，同时10出栈
3: iload_1            # 将a的值10再次压入栈顶
4: iinc          1, 1 # 第一个1表示是第2个本地变量，第二个1就是数值1，意思是将数值1加到第2个本地变量上，即a=a+1=10+1=11
7: istore_1           # 将栈顶的值赋给第2个本地变量，由于栈顶的值还是10，因此相当于a=10

汇编代码第16到第20行，其实就是打印a，根据上面的分析可知，此时打印的a的值是10。

再来分析++b，对应汇编代码的第8到第15行。

8: bipush        10    # 将常量10压入栈顶
10: istore_2           # 将栈顶的10赋值给第3个本地变量，即b=10，同时10出栈
11: iinc          2, 1 # 2表示第3个本地变量，1就是数值1，意思是将数值1加到第3个本地变量上，即b=b+1=10+1=11
14: iload_2            # 将第3个本地变量的值放到栈顶，此时栈顶的值是11
15: istore_2           # 将栈顶的值存入第3个本地变量，即b=11

汇编代码第23到第27行，其实就是打印b，根据上面的分析可知，此时打印的b的值是11。

根据上面对a++和++b的分析，总结如下：

相同点：最后会将栈顶的值赋给a或b
不同点：++b会将b+1的结果马上置入栈顶，而a++则不会，这也就直接导致了两者最终结果的不同

最后再来分析i++ + ++i，对应汇编代码的第30到第42行。

30: bipush        10   # 将常量10压入栈顶
32: istore_3           # 将栈顶的值存入第4个本地变量，即d=10，同时10出栈
33: iload_3            # 将第4个本地变量的值压入栈顶
34: iinc          3, 1 # 将数值1加到第4个本地变量上，即d=d+1=10+1=11
37: iinc          3, 1 # 将数值1加到第4个本地变量上，即d=d+1=11+1=12
40: iload_3            # 将第4个本地变量的值压入栈顶，此时栈顶的值为12，而随后就是10
41: iadd               # 将栈的最前面两个int值相加，即10+12=22，并将结果压入栈顶
42: istore        4    # 将栈顶的值存入第5个本地变量，即e=22