i++和++i的联系与区别！超详细原理分析！
- 2019 年 11 月 27 日
- 筆記
1. i++和++i的基本概念
在几乎所有的命令式编程语言中，必然都会有 i++ 和 ++i 这种语法。有些语言中 i++ 和 ++i 既可以作为左值又可以作为右值，笔者专门测试了一下，在 Java 语言中，这两条语句都只能作为右值，而不能作为左值。同时，它们都可以作为独立的一条指令执行。
关于 i++ 和 ++i 的区别，稍微有经验的程序员都或多或少都是了解的，为了文章的完整性，本文也通过实例来简单地解释一下。
案例 1：
/** * @author pcwl * @description i++ 和 ++i 详解 */ public class Test { public static void main(String[] args) { int i= 1; int j = i++; System.out.println("j = " + j); System.out.println("i = " + i); } }
运行结果：
案例 2：
public class Test { public static void main(String[] args) { int i= 1; int j = ++i; System.out.println("j = " + j); System.out.println("i = " + i); } }
运行结果：
上面的例子中可以看到，无论是 i++ 和 ++i 指令，对于 i 变量本身来说是没有任何区别的，指令执行的结果都是 i 变量的值加 1。而对于 j 来说前 ++ 和后 ++ 结果却不一样了。
int i = 1; int j = i++; // 先将i的原始值（1）赋值给变量j（1），然后i变量的值加1 int j = ++i; // 先将i变量的值加1，然后将i的当前值（2）赋值给变量j（2）
2. i++ 和 ++i 的实现原理
接下来让我们深入到编译后的字节码层面上来了解 i++ 和 ++i 的实现原理，为了方便对比，将这两个指令分别放在 2 个不同的方法中执行，源代码如下：
/** * @author pcwl * @description i++ 和 ++i 详解 */ public class Test { public void testIPlus() { int i = 0; int j = i++; } public void testPlusI() { int i = 0; int j = ++i; } }
将上面的源代码编译之后，使用 javap 命令查看编译生成的代码（忽略次要代码）如下：
... { ... public void testIPlus(); descriptor: ()V flags: ACC_PUBLIC Code: stack=1, locals=3, args_size=1 0: iconst_0 // 生成整数0 1: istore_1 // 将整数0赋值给1号存储单元（即变量i） 2: iload_1 // 将1号存储单元的值加载到数据栈（此时 i=0，栈顶值为0） 3: iinc 1, 1 // 1号存储单元的值+1（此时 i=1） 6: istore_2 // 将数据栈顶的值（0）取出来赋值给2号存储单元（即变量j，此时i=1，j=0） 7: return // 返回时：i=1，j=0 LineNumberTable: line 4: 0 line 5: 2 line 6: 7 public void testPlusI(); descriptor: ()V flags: ACC_PUBLIC Code: stack=1, locals=3, args_size=1 0: iconst_0 // 生成整数0 1: istore_1 // 将整数0赋值给1号存储单元（即变量i） 2: iinc 1, 1 // 1号存储单元的值+1（此时 i=1） 5: iload_1 // 将1号存储单元的值加载到数据栈（此时 i=1，栈顶值为1） 6: istore_2 // 将数据栈顶的值（1）取出来赋值给2号存储单元（即变量j，此时i=1，j=1） 7: return // 返回时：i=1，j=1 LineNumberTable: line 9: 0 line 10: 2 line 11: 7 } ...
可以从上面的字节码文件看出，造成结果不同的原因就是：“1 号存储单元的值加 1 的操作”和“将 1 号存储单元的值加载到数据栈”的先后顺序造成的。如果前者在后者之前，则结果就是 1，反之则为 0。
3. i++ 和 ++i 使用的一些坑
i++ 和 ++i 在一些特殊场景下可能会产生意想不到的结果，本节介绍两种会导致结果混乱的使用场景，并剖析其原因。
01
案例1：i=i++导致的结果异常
public class Test { public static void main(String[] args) { int i = 0; i = i++; System.out.println("i = " + i); // 0 } }
运行结果：
正常来讲，执行的结果应该是：i = 1，实际结果却是：i = 0，这多少会让人有些诧异。为什么会出现这种情况呢？我们来从编码后的代码中找答案。上面的代码编译后的核心代码如下：
0: iconst_0 // 生成整数0 1: istore_1 // 将整数0赋值给1号存储单元（即变量i，i=0） 2: iload_1 // 将1号存储单元的值加载到数据栈（此时 i=0，栈顶值为0） 3: iinc 1, 1 // 1号存储单元的值+1（此时 i=1） 6: istore_1 // 将数据栈顶的值（0）取出来赋值给1号存储单元（即变量i，此时i=0） 7: getstatic #16 // 下面是打印到控制台指令 10: new #22 13: dup 14: ldc #24 16: invokespecial #26 19: iload_1 20: invokevirtual #29 23: invokevirtual #33 26: invokevirtual #37 29: return
从编码指令可以看出，i 被栈顶值所覆盖，导致最终 i 的值仍然是 i 的初始值。无论重复多少次 i = i++ 操作，最终 i 的值都是其初始值。
实际上：i++ 有中间缓存变量,，i = i++ 等价于：
temp = i; i = i + 1; i = temp;
所以 i 不变, 依然是0。
02
案例2
public class Test { public static void main(String[] args) { int i = 0; i++; System.out.println("i = " + i); // 1 } }
运行结果：
和上面上面的两端代码中唯一的差别就是 i++ 的结果有没有赋值给 i ，但是输出的 i 的结果一个加了1，而1个没有加。这是为什么呢？我们看下编译的字节码文件：
0: iconst_0 // 生成整数0 1: istore_1 // 将整数0赋值给1号存储单元（即变量i，i=0） 2: iinc 1, 1 // 1号存储单元的值+1（此时 i=1） 5: getstatic #2 8: new #3 11: dup 12: invokespecial #4 15: ldc #5 17: invokevirtual #6 20: iload_1 21: invokevirtual #7 24: invokevirtual #8 27: invokevirtual #9 30: return
