Java变量自增表达式 i = i++ 的底层逻辑(简述)

前言

很多老师告诉我们，i = i++ 的运算过程是 temp = i; i ++; i = temp; 所以i的值不变。但我总觉得这个temp的出现有些莫名其妙。所以在网上检索之后，把大佬们的解释做了一点总结和简化，权当拾人牙慧。

要搞懂 i = i++ 我们先要简单认识两个东西：局部变量表 和 操作数栈。

• 操作数栈：一个临时的存储空间, 主要用于保存计算过程的变量和中间结果，
• 局部变量表：也是一个临时的存储空间，它用于保存函数的参数以及局部变量。
• 对于本文章而言，初学者可以把它看做两个桶：一个用来装i的值（局部变量表），另一个用来装中间过程中用到的数（操作数栈）

正文

了解了以上内容，就可以对i=i++进行理解了。不过在此之前，我们先看看单独的i++ 和 ++i的区别：

i++ 和 ++i

i++ 和 ++i，它们实际上是直接在局部变量表里修改变量的值，原地修改，不需要经过操作数栈。所以，作为语句单独使用时，没有区别。

public static void main(String[] args) {
    int i = 0;
    i++; // 在局部变量表直接自增
    ++i; // 在局部变量表直接自增，没有区别
}

那么当情况是 i = i++时; 为什么结果就是i的值不变呢？

i = i++

public static void main(String[] args) {
    int i = 0;
    i = i++; // i值不变
}

这就是操作数栈参与的结果，上面代码的执行过程，实际上是这样的：

• 执行 int i = 0;
  • 把0这个常数放到操作数栈中
  • 从操作数栈顶取出常数0，然后存储到局部变量表的索引为1的位置（局部变量表[1])，这个位置就代表i的值（因为局部变量表里有args 和 i 两个元素，args的索引是0）。
• 执行 i = i++;
  • 计算机首先看见右侧表达式中的i, 所以它把局部变量表[1]的值取出，压入操作数栈。
  • 计算机又看见了符号“++”，于是把局部变量表[1]进行自增
  • 然后计算机看见 “=” ，所以对等号左边的i进行赋值，重点来了：
    • 这里赋的是哪个值呢？ -- 操作数栈里的值，0。
    • 那么赋值到哪里呢？ -- 局部变量表[1]。直接覆盖了自增的结果，也就是说，刚刚的自增操作，增了个寂寞。
  • 所以我们就知道了：由于刚刚是“先压栈，再自增”，所以栈里的值还是原始值，最后又覆盖回去了。
• 同理，我们也就知道它和 i = ++i 的不同之处在哪里了
  • 计算机这次首先看见的是“++”符号，而不是i, 所以它这次先把局部变量表[1]进行自增
  • 然后计算机才看见了i，此时才把局部变量表[1]的值取出，压入操作数栈，因此，栈里的值也变成了1，最后覆盖回去就是1。

以上顺序的变化，实际上在JVM编译后的字节码文件中能够直观地看到，但是初学者对字节码很陌生，所以采用了以上的描述方式。字节码的区别其实更加直观，如下：

• i = i++ 的执行顺序：

iconst_0  # 把int常量0压入操作数栈
istore_1  # 把操作数栈顶的值"0"存储到局部变量表[1]
iload_1   # 局部变量表[1]的值压入操作数栈顶，此时操作数栈顶为0
iinc 1 1  # 将局部变量表[1]的值，加上1, 所以此时i的值变成1
istore_1  # 将操作数栈顶的值存储到局部变量表[1], 用0覆盖了1.

• i = ++i 的执行顺序：

iconst_0  # 同上
istore_1  # 同上
iinc 1 1  # 将局部变量表[1]的值，加上1, 此时i的值变成1 
iload_1   # 局部变量表[1]的值压入操作数栈顶，此时操作数栈顶为1
istore_1  # 将操作数栈顶的值存储到局部变量表[1], 用1覆盖了1.

这个问题的进阶还有 k = i + ++i * i++ 参考文章：https://blog.csdn.net/See_Star/article/details/125206538