为什么在Java中这个语句 x ^= y ^= x ^= y; 不能工作？

Question

int x=1;
int y=2;
x ^= y ^= x ^= y;

我期望两个变量的值进行交换，但输出的结果是x=0且y=1。 在C语言中尝试后，得到了正确的结果。

- sadananda salam

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在C语言中，这是未定义的行为，因为在一个序列点中同时修改了x和y两次。 - Matthew Flaschen

不要使用它。使用额外的临时变量来交换两个数更加高效，因为它不需要进行计算。 - Imre L

表达式 x ^= y ^= x ^= y; 的行为在 C 语言中是未定义的。 - Prasoon Saurav

术语“正确”是错误的。 - Thorbjørn Ravn Andersen

你尝试做的正确的 C 语言版本如下：x ^= y; y ^= x; x ^= y;。而你在原帖中的代码会产生未定义的行为。如果它“能用”，那只是偶然。实际上，它是不能用的。 - AnT stands with Russia

Answer 1

您的语句大致等同于以下展开形式：

x = x ^ (y = y ^ (x = x ^ y));

与C语言不同，在Java中，二元操作符的左操作数在右操作数之前被保证被求值。求值按以下方式进行：

x = x ^ (y = y ^ (x = x ^ y))
x = 1 ^ (y = 2 ^ (x = 1 ^ 2))
x = 1 ^ (y = 2 ^ (x = 3))
x = 1 ^ (y = 2 ^ 3)             // x is set to 3 
x = 1 ^ (y = 1)
x = 1 ^ 1                       // y is set to 1
x = 0                           // x is set to 0

您可以颠倒每个异或表达式的参数顺序，以便在再次评估变量之前完成赋值：

x = (y = (x = x ^ y) ^ y) ^ x
x = (y = (x = 1 ^ 2) ^ y) ^ x
x = (y = (x = 3) ^ y) ^ x 
x = (y = 3 ^ y) ^ x             // x is set to 3
x = (y = 3 ^ 2) ^ x
x = (y = 1) ^ x
x = 1 ^ x                       // y is set to 1
x = 1 ^ 3
x = 2                           // x is set to 2

这是一个更加简洁的版本，同样有效：

x = (y ^= x ^= y) ^ x;

但是这是一种非常糟糕的交换两个变量的方法。使用一个临时变量是一个更好的选择。

- Mark Byers

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你确定吗？我以为赋值语句返回的是true，所以如果语句中使用了=而不是==，那么它们总是会执行？ 这意味着你的第一个语句与x=x^true^true;是一样的。 - AaronM

@Aaron，不是的。JLS [§15.26]（http://java.sun.com/docs/books/jls/third_edition/html/expressions.html#15.26）：“在运行时，赋值表达式的结果是变量在赋值发生后的值。”在Java中，如果在if条件语句中使用旧的`=`而不是`==`，只有当变量是布尔类型时才会编译通过。 - Matthew Flaschen

Answer 2

关于Java中的求值，Mark的观点是完全正确的。原因在于JLS §15.7.2.，在执行操作之前评估操作数和§15.7，它要求从左到右进行评估：

根据§15.26.2（复合赋值运算符），这等同于：

x = x ^ (y = y ^ (x = (x ^ y)));

我们从左至右进行求值，先计算两个操作数再执行运算。

x = 1 ^ (y = y ^ (x = (x ^ y))); // left of outer 
x = 1 ^ (y = 2 ^ (x = (x ^ y))); // left of middle 
x = 1 ^ (y = 2 ^ (x = (1 ^ y))); // left of inner
x = 1 ^ (y = 2 ^ (x = (1 ^ 2))); // right of inner
x = 1 ^ (y = 2 ^ (x = 3)); // inner xor (right inner assign)
x = 1 ^ (y = 2 ^ 3); // inner assign (right middle xor)
x = 1 ^ (y = 1); // middle xor (right middle assign)
x = 1 ^ 1; // middle assign (right outer xor)
x = 0; // outer xor (right outer assign)

注意，在C语言中这是未定义的行为，因为你在序列点之间两次修改了同一个变量。

- Matthew Flaschen