深度理解 i++ 和 ++i

我们都知道 i++ 与 ++i 都是自增操作。大多数也知道两种 "先加" 和 "后加的区别"。例如下方代码:

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

打印出
i = 0
j = 1

可以看到 j 完成了自增，并且打印出 1 。可是 i 确依据打印出 0。那么 i 是不是没有完成自增呢？改动一下上方代码:

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

打印出
i = 0
j = 1
i = 1
可以看到第二次对 i 进行读取的时候就打印出了自增后的值。说明 i++ 的值晚一步来到了可这是为什么呢？

从 JVM 角度分析 `i++` 和 `++i` 的问题。

我们先简化一下上方的代码，只用于研究自增问题简化代码如下：

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

我们在 CMD 控制台中使用 javac Hello.java 编译上方代码。

再使用 javap -c Hello.class 查看编译过后字节码。

控制台打印出:

Compiled from "Hello.java"
public class Hello {
  public Hello();
    Code:
       0: aload_0
       1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
       4: return

  public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
       0: iconst_0
       1: istore_1
       2: getstatic     #2                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
       5: iload_1
       6: iinc          1, 1
       9: invokevirtual #3                  // Method java/io/PrintStream.println:(I)V
      12: getstatic     #2                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
      15: iinc          1, 1
      18: iload_1
      19: invokevirtual #3                  // Method java/io/PrintStream.println:(I)V
      22: return
}

我们需要观察 main 方法总的字节码就行了。再此之前我想先解释下 "局部变量表" 和 "操作数栈" 。

局部变量表：顾名思义，存放方法中局部变量的地方。是一个数组。
操作数栈：大多数的对数栈的操作都要先从局部变量表中拿出值放在数栈中，在从数栈中取值进行操作。是一个先进后出的队列。

好了，我们在来解释 main 方法中的字节码。

  public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
       //  将 i 的值从常量表中取出，放到操作数栈中。
       0: iconst_0
       // 从数栈中取出值放到局部变量表中的第 1 位。第 0 位已经被 `java.lang.String[]`占用
       1: istore_1
       // 简单理解为初始化 System.out.println() 
       2: getstatic     #2                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
       // 以下是 i++ 操作
       // 从局部变量中取出第一个值，放入数栈中
       5: iload_1
       // 局部变量表中第一位值自增 1 
       6: iinc          1, 1
       // 从操作数栈中取出值，并打印出来。
       9: invokevirtual #3                  // Method java/io/PrintStream.println:(I)V
       // 以下是 ++i 的操作，你可以对比上方解释自己尝试翻译下。
      12: getstatic     #2                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
      15: iinc          1, 1
      18: iload_1
      19: invokevirtual #3                  // Method java/io/PrintStream.println:(I)V
      22: return
}