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为什么 array[idx++]+="a" 在 Java 8 中增加 idx 一次,但在 Java 9 和 10 中增加两次?

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为了挑战,一位代码高尔夫球手编写了以下代码

import java.util.*;
public class Main {
  public static void main(String[] args) {
    int size = 3;
    String[] array = new String[size];
    Arrays.fill(array, "");
    for (int i = 0; i <= 100;) {
      array[i++ % size] += i + " ";
    }
    for (String element: array) {
      System.out.println(element);
    }
  }
}

在 Java 8
中运行此代码时,我们得到以下结果:

1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61 64 67 70 73 76 79 82 85 88 91 94 97 100 
2 5 8 11 14 17 20 23 26 29 32 35 38 41 44 47 50 53 56 59 62 65 68 71 74 77 80 83 86 89 92 95 98 101 
3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 66 69 72 75 78 81 84 87 90 93 96 99

在 Java 10
中运行此代码时,我们得到以下结果:

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 100 102 
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 100

使用 Java 10 完全没有编号。那么这里发生了什么?它是 Java 10 中的错误吗?

评论的跟进:

  • 使用 Java 9 或更高版本编译时会出现此问题(我们在 Java 10 中发现了它)。在 Java 8 上编译此代码,然后在 Java 9 或任何更高版本(包括 Java 11 早期访问)中运行,可以得到预期的结果。

  • 这种代码是非标准的,但根据规范是有效的。它是由Kevin Cruijssen在一次高尔夫挑战 的讨论中 ****发现的,因此遇到了奇怪的用例。

  • Didier L用这个更小、更易理解的代码简化了这个问题:

      class Main {
    public static void main(String[] args) {
      String[] array = { "" };
      array[test()] += "a";
    }
    static int test() {
      System.out.println("evaluated");
      return 0;
    }
    

    }

在 Java 8
中编译时的结果:

      evaluated

在 Java 9 和 10
中编译时的结果:

      evaluated
  evaluated
  • 问题似乎仅限于字符串连接和赋值运算符 ( +=),其左侧操作数为带有副作用的表达式,例如 in array[test()]+="a"array[ix++]+="a"test()[index]+="a"test().field+="a"。要启用字符串连接,至少一侧必须具有 type String。试图在其他类型或构造上重现此失败。

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2022-03-02

共1个答案

小编典典

这是javac从 JDK 9 开始的一个错误(它对字符串连接进行了一些更改,我怀疑这是问题的一部分),正如javac团队在错误 ID
JDK-8204322下
确认的那样。如果您查看该行的相应字节码:

array[i++%size] += i + " ";

它是:

  21: aload_2
  22: iload_3
  23: iinc          3, 1
  26: iload_1
  27: irem
  28: aload_2
  29: iload_3
  30: iinc          3, 1
  33: iload_1
  34: irem
  35: aaload
  36: iload_3
  37: invokedynamic #5,  0 // makeConcatWithConstants:(Ljava/lang/String;I)Ljava/lang/String;
  42: aastore

最后一个aaload是阵列的实际负载。然而,该部分

  21: aload_2             // load the array reference
  22: iload_3             // load 'i'
  23: iinc          3, 1  // increment 'i' (doesn't affect the loaded value)
  26: iload_1             // load 'size'
  27: irem                // compute the remainder

大致对应于表达式array[i++%size](减去实际的加载和存储),其中有两次。这是不正确的,正如jls-15.26.2中的规范所说:

形式的复合赋值表达式E1 op= E2等价于E1 = (T) ((E1) op (E2)),其中T是 的类型E1
除了E1只计算一次。

因此,对于表达式array[i++%size] += i + " ";,该部分array[i++%size]应该只被评估一次。但是它被评估了两次(一次用于加载,一次用于存储)。

所以是的,这是一个错误。


一些更新:

该错误已在 JDK 11 中修复,并已向后移植到 JDK
10(此处此处),但未移植到
JDK
9,因为它不再接收公共更新

Aleksey Shipilev 在JBS
页面
上提到(以及 @DidierL 在此处的评论中):

解决方法:编译-XDstringConcat=inline

这将恢复为使用StringBuilder来进行连接,并且没有错误。

2022-03-02