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为什么 array [idx ++] + =“a” 在 Java 8 中增加一次 idx 在 Java 9 和 10 中增加两次?

为了挑战, 一位高尔夫球手代码 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呢?这是 Java 10 中的错误吗?

评论的后续行动:

  • 使用 Java 9 或更高版本进行编译时会出现问题(我们在 Java 10 中找到了问题)。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,但根据规范有效。 凯文 · 克鲁伊森Kevin Cruijssen)在一场高尔夫挑战赛讨论中发现了它,因此遇到了奇怪的用例。
  • Didier L发现可以用更小,更易理解的代码重现该问题:

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

    用 Java 8 编译时的结果:

    evaluated

    用 Java 9 和 10 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( += ),其表达式的副作用是左操作数,例如array[test()]+="a"array[ix++]+="a"test()[index]+="a"test().field+="a" 。要启用字符串连接,至少其中一侧必须具有String类型。尝试在其他类型或构造上重现此错误。

答案

这是javac一个错误,从 JDK 9 开始(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), 这已由javac团队在错误 ID JDK-8204322 下进行了确认 。如果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

最后的aaload是来自数组的实际负载。但是,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

其中大约对应于表达式array[i++%size] (减去实际的加载和存储),在其中两次。正如规范在jls-15.26.2 中所说,这是不正确的:

形式为E1 op= E2的复合赋值表达式等效于E1 = (T) ((E1) op (E2)) ,其中TE1的类型, 只是E1仅被评估一次。

因此,对于表达式array[i++%size] += i + " "; ,零件array[i++%size]仅应评估一次。但是它会被评估两次(一次加载,一次存储)。

是的,这是一个错误。


一些更新:

该错误已在 JDK 11 中修复,并且将向JDK 10 提供一个反向移植 (但 JDK 9 则没有 ,因为它不再接收公共更新 )。

Aleksey Shipilev 在JBS 页面上 (以及此处的 @DidierL)中提到:

解决方法:使用-XDstringConcat=inline编译

这将恢复为使用StringBuilder进行连接,并且没有错误。