美团一面问我i++跟++i的区别是什么

news2024/7/4 4:22:40

美团一面问我i++跟++i的区别是什么

面试官：“i++跟++i的区别是什么？”

我：“i++是先使用然后再执行+1的操作，++i是先执行+1的操作然后再去使用i”

面试官：“那你看看下面这段代码，运行结果是什么？”

public static void main(String[] args) {
    int j = 0;
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        j = (j++);
    }
    System.out.println(j);
}

我：“我猜他肯定不是10”

面试官：

我：“哈哈.....，开个玩笑，结果为0啦”

面试官：“为什么呢？”

我：“简单来说的话，j++这个表达式每次返回的都是0，所以最终结果就是0”

“
对应前文提到过的：i++这种写法是先使用，再执行+1操作，如果不理解请暂停多思考思考

面试官：“小伙子不错，那你能从更底层的角度讲一讲为什么嘛？”

首先我们知道，JVM的运行时数据区域是分为好几块的，具体分布如下图所示：现在我们主要关注其中的虚拟机栈，关于虚拟机栈，我们需要了解的是：

Java虚拟机栈是由一个个栈帧组成，线程在执行一个方法时，便会向栈中放入一个栈帧。
每一个方法所对应的栈帧又包含了以下几个部分

局部变量表
操作数栈
.........

其中的局部变量表存放了编译期可知的各种基本数据类型（boolean、byte、char、short、int、float、long、double）、对象引用。

“
局部变量表的最小存储单元为Slot（槽），其中64位长度的long和double类型的数据会占用2个Slot，其余的数据类型只占用1个。因此可以直接通过下标来进行数据访问

操作数栈对于数据的存储跟局部变量表是一样的，但是跟局部变量表不同的是，操作数栈对于数据的访问不是通过下标而是通过标准的栈操作来进行的（压入与弹出）

数据的计算是由CPU完成的，弹栈的目的就是将数据压入到CPU中

接下来我们分析下面这段代码在字节码层面的执行过程：

// 为方便阅读将对应代码也放到这里
public static void main(String[] args) {
 int j = 0;
 for (int i = 0; i < 10; i++) {
     j = (j++);
 }
 System.out.println(j);
}

我们进入到这段代码编译好的.class文件目录下执行：javap -c xxx.class,得到其字节码如下：

public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
       0: iconst_0    // 将常数0压入到操作数栈顶
       1: istore_1    // 将操作数栈顶元素弹出并压入到局部变量表中1号槽位，也就是j=0
       2: iconst_0    // 将常数0压入到操作数栈顶
       3: istore_2   // 将操作数栈顶元素弹出并压入到局部变量表中2号槽位，也就是i=0
       4: iload_2     // 将2号槽位的元素压入操作数栈顶
       5: bipush        10   // 将常数10压入到操作数栈顶，此时操作数栈中有两个数（常数10，以及i）
       7: if_icmpge     21  // 比较操作数栈中的两个数，如果i>=10,跳转到第21行
      10: iload_1    // 将局部变量表中的1号槽位的元素压入到操作数栈顶，就是将j=0压入操作数栈顶
      11: iinc          1, 1 // 将局部变量表中的1号元素自增1，此时局部变量表中的j=1

      14: istore_1    // 将操作数栈顶的元素（此时栈顶元素为0）弹出并赋值给局部变量表中的1号             槽位（一号槽位本来已经完成自增了，但是又被赋值成了0）
      
      15: iinc          2, 1 // 将局部变量表中的2号槽位的元素自增1，此时局部变量表中的2号元素值为1，也就是i=1
      
      18: goto          4  // 第一次循环结束，跳转到第四行继续循环
      21: getstatic     #2                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
      24: iload_1
      25: invokevirtual #3                  // Method java/io/PrintStream.println:(I)V
      28: return

我们着重关注第10，11，14行字节码指令，用图表示如下：

可以看到本来局部变量表中的j已经完成了自增（**iinc指令是直接对局部变量进行自增**），但是在进行赋值时是将操作数栈中的数据弹出，但是操作数栈的数据并没有经过计算，所以每次自增的结果都被覆盖了，最终结果就是0。

我们平常说的i++是先使用，然后再自增，而++i是先自增再使用。这个到底怎么理解呢？如果站在JVM的层次来讲的话，应该这样说：

i++是先被操作数栈拿去用了（先执行的load指令），然后再在局部变量表中完成了自增，但是操作数栈中还是自增前的值
而++1是先在局部变量表中完成了自增（先执行innc指令），然后再被load进了操作数栈，所以操作数栈中保存的是自增后的值

这就是它们的根本区别。

关于i++的执行过程，我这里也给出一个程序及编译后的结果

public static void main(String[] args) {
    int i = 0;
    i = ++i;
    System.out.println(i);
}

>  0 iconst_0
>  1 istore_1
>  2 iinc 1 by 1
>  5 iload_1
>  6 istore_1
>  7 getstatic #2 <java/lang/System.out : Ljava/io/PrintStream;>
> 10 iload_1
> 11 invokevirtual #3 <java/io/PrintStream.println : (I)V>
> 14 return

大家可以自行分析

作者简介：

大三选择从大学退学，创业3年失败进入it行业，又从高中学历开始自考，从大专考到本科，主打一个自作自受，人生升级打怪专家。

7年it从业经验，4年基础架构及中间件开发，多个开源社区contributor。

半自由职业者，新时代数字游民。

自媒体创业者，专注分享成长路上的所悟所得。

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