x=x+1 vs. x +=1

Question

我的理解是这两个命令最终的结果相同，即将X增加1，但后者可能更有效率。

如果我理解有误，请解释一下它们的区别。

如果我理解正确，为什么后者更有效率？难道它们不应该编译成相同的IL代码吗？

谢谢。

- Chad

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别忘了老式的 ++x 和 x++。如果你只是单纯地要递增，我更喜欢使用它们。 - John Kraft

@John：这个问题标记为VB.NET。它没有这样的运算符。 - Mehrdad Afshari

Yishai - 那是一个不恰当的编辑。如果原帖发布者添加了vb.net标签，那就是他们感兴趣的，而不是你选择的其他随机语言。 - Alnitak

我认为最好使用你更容易阅读和理解其功能的内容。对于这些类型的事情，将“使其高效”部分留给编译器处理。 - Brian Kim

误解了Mehrdad的评论。感谢您将其恢复。 - Yishai

请记住编译器会为您的代码添加许多小的效率提升。使用Reflector查看编译器将如何调整这些操作以获得收益总是很有趣的。不要把这当作留下糟糕代码的借口，但有时可读性更好，而不是完全优化 - 而且通常净结果是相等的。 - STW

Answer 1

从MSDN +=库中得知:

使用此运算符几乎与指定结果 = result + expression相同，唯一的区别是result只被计算一次。

因此，它们并不完全相同，这就是为什么 x += 1 更有效率的原因。

更新：我刚刚注意到我的MSDN库链接指向JScript页面而不是VB页面，后者不包含相同的引用。

因此，经过进一步的研究和测试，该答案不适用于VB.NET。我错了。这里是一个示例控制台应用程序:

Module Module1

Sub Main()
    Dim x = 0
    Console.WriteLine(PlusEqual1(x))
    Console.WriteLine(Add1(x))
    Console.WriteLine(PlusEqual2(x))
    Console.WriteLine(Add2(x))
    Console.ReadLine()
End Sub

Public Function PlusEqual1(ByVal x As Integer) As Integer
    x += 1
    Return x
End Function

Public Function Add1(ByVal x As Integer) As Integer
    x = x + 1
    Return x
End Function

Public Function PlusEqual2(ByVal x As Integer) As Integer
    x += 2
    Return x
End Function

Public Function Add2(ByVal x As Integer) As Integer
    x = x + 2
    Return x
End Function

End Module

对于PlusEqual1和Add1来说，它们的IL确实是相同的：

.method public static int32 Add1(int32 x) cil managed
{
.maxstack 2
.locals init (
    [0] int32 Add1)
L_0000: nop 
L_0001: ldarg.0 
L_0002: ldc.i4.1 
L_0003: add.ovf 
L_0004: starg.s x
L_0006: ldarg.0 
L_0007: stloc.0 
L_0008: br.s L_000a
L_000a: ldloc.0 
L_000b: ret 
}

对于PlusEqual2和Add2，它们的IL几乎完全相同：

.method public static int32 Add2(int32 x) cil managed
{ 
.maxstack 2
.locals init (
    [0] int32 Add2)
L_0000: nop 
L_0001: ldarg.0 
L_0002: ldc.i4.2 
L_0003: add.ovf 
L_0004: starg.s x
L_0006: ldarg.0 
L_0007: stloc.0 
L_0008: br.s L_000a
L_000a: ldloc.0 
L_000b: ret 
}

- CoderDennis

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令人印象深刻……实际的研究而非仅仅是猜测 :) +1 - Andrew Rollings

我很难相信编译器不会将其优化为inc [x]。这是一个简单的窥视孔优化。有人能够进行基准测试以找出吗？ - Unknown

创建了一个应用程序并进行了反汇编。在IL中，这些函数是相同的。如果为每个操作生成的IL相同，那么文档怎么可能是正确的呢？ - Gary.Ray

所以经过所有的麻烦，我是正确的 :)我赞赏你出色的侦探工作和努力。如果可以的话，我会给予超过+1的评价。 - z -

这只是一种假设，但我猜编译器进行了优化，使它变得相同，也许在像C这样的低级语言中，+=会更有效率。 - eran otzap

Answer 2

我写了一个简单的控制台应用：

static void Main(string[] args)
{
    int i = 0;
    i += 1;
    i = i + 1;
    Console.WriteLine(i);
}

我使用 Reflector 进行了反汇编，以下是我得到的内容：

private static void Main(string[] args)
{
    int i = 0;
    i++;
    i++;
    Console.WriteLine(i);
}

它们是相同的。

- Vinicius Rocha

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所以，例子中是每次加1，但我认为问题更多地涉及操作符的效率。如果使用 i += 2 和 i = i + 2，代码会如何反汇编？ - CoderDennis

正如 @Mehrdad 上面所指出的，该问题标记为 vb.net，因此 i++ 不存在。我很好奇你的代码在 vb 版本中反汇编的结果是什么。现在前往下载 http://www.red-gate.com/products/reflector 。 - CoderDennis

球体和圆柱体的影子都可以是圆形。这并不是因为它恰好编译成相同的代码而语义上相等。 - xtofl

从Java语言规范来看，差异在于x+1被评估的次数：“形式为E1 op= E2的复合赋值表达式等同于E1 = (T)((E1) op (E2))，其中T是E1的类型，除了E1只会被评估一次。请注意，隐含的强制转换到类型T。”这证明了您在Java方面的说法是错误的。 - xtofl

Answer 3

它们编译成相同的结果，第二种方式只是更容易打出来。

- z -

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请参考 Dennis Palmer 的回答，根据 MSDN 的信息它们不会编译成相同的结果，因此这个回答是不正确的。 - Steve Mitcham

Dennis Palmer的答案更准确：x只会被评估一次。因此，如果您有x.Member.Property(index).Field += y，则在获取旧值和设置新值之间存储+=前面的整个内容。 - Christian Klauser

@SealedSun：问题确实指定了 X += 1。不是 X() += 1 或者 X.Y() += 1。因此，您可以假设 X 是一个属性或变量。在此假设下，您能否给出一个它们不相等的例子？ - Mehrdad Afshari

原来@yx是正确的。我被MSDN库搞混了，看到了JScript的+=描述。我更新了我的答案，提供了正确的链接和一个示例应用程序。 - CoderDennis

Answer 4

重要提示：

对于一般的语言来说，指定评估的答案在解释 += 的作用方面是正确的。但在VB.NET中，我假设OP中指定的X是一个变量或属性。

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它们很可能编译成相同的IL代码。

更新（以解决可能存在的争议）：

VB.NET是一种编程语言的规范。任何符合规范定义的编译器都可以成为VB.NET实现。如果您编辑MS VB.NET编译器的源代码以生成X += 1的低效代码，您仍将符合VB.NET规范（因为它没有说明它将如何工作，只是说效果将完全相同，这使得生成相同的代码是合理的）。

虽然编译器非常非常可能（我确实这样认为）为两者生成相同的代码，但它是相当复杂的软件。事实上，即使编译相同的代码两次，你也不能保证编译器会生成完全相同的代码！

您可以100％放心地说（除非您非常熟悉编译器的源代码），好的编译器应该生成性能相同的代码，这可能是完全相同的代码，也可能不是。

- Mehrdad Afshari

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谁知道呢？规范只保证它们执行相同的操作，但不能保证它们生成相同的中间语言(IL)。技术上讲，可能会构建一个编译器，对于这两个输入不生成完全相同的IL。这就是我为什么用“可能”来描述的原因。 - Mehrdad Afshari

永远不要对生成优化代码的编译器过于自信。虽然它很可能将其翻译成相同的内容，但它可能会在编译器中触发不同的代码路径，并且可能最终更改结果，以便它不会完全相同。 - Mehrdad Afshari

@Mehrdad - 说得好，关于不同编译器实现的观点我没有想到。将你的解释中的一些或全部内容移动到你的答案中可能是值得的，因为这是一个有趣的话题。 - Andrew Hare

Answer 5

有太多的猜测了！即使是关于反射器的结论也未必正确，因为它可以在反汇编时进行优化。

那么为什么你们中没有人看一下IL代码呢？看看下面的C#程序：

static void Main(string[] args)
{
    int x = 2;
    int y = 3;
    x += 1;
    y = y + 1;
    Console.WriteLine(x);
    Console.WriteLine(y);
}

这段代码会编译成以下IL代码：

.method private hidebysig static void Main(string[] args) cil managed
{
.entrypoint
// Code size 25 (0x19)
.maxstack 2
.locals init ([0] int32 x,
[1] int32 y)
// 这里省略了一些指令

IL_0004: ldloc.0
IL_0005: ldc.i4.1
IL_0006: add
IL_0007: stloc.0

IL_0008: ldloc.1
IL_0009: ldc.i4.1
IL_000a: add
IL_000b: stloc.1

// 这里省略了一些指令
}

可以看到，实际上是完全一样的。因为IL的作用是告诉计算机要做什么，而不是怎么做。优化的工作将由JIT编译器完成。顺便提一下，VB.Net也是一样的。

- BlackStar

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“IL 的目的是告诉要做什么，而不是如何做”和“优化将由 JIT 编译器完成”的说法都是错误的。高级语言编译器也会进行优化，并且 IL 可以被认为是低级的，它讲述的是如何执行而不是为什么要执行。 - Mehrdad Afshari

Answer 6

在x86平台上，如果寄存器eax保存了变量x，那么下面两行代码都会产生类似的结果：

inc eax;

所以你是对的，在某些编译阶段后，中间语言(IL)将是相同的。

还有一系列类似的问题可以用"信任你的优化器"来回答。

一个著名的谬论是：
x++;
比
++x;
效率低，因为它需要存储一个临时值。但是如果你从不使用这个临时值，优化器会删除该存储操作。

- Drew Hoskins

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我曾经为了好玩而专门编写了一个编译器，可以在x++上执行89个额外的操作。 - Joe Phillips

我以为是Jon Skeet写的 :) - Eduardo Molteni

如果x是C++的迭代器，那么++x更有效率。 - Milan Babuškov

如果你所说的“IS”是指“如果编译器未内联方法且消除不必要的工作，则可能会发生”。现代优化器进行整个程序优化，甚至跨模块进行内联，因此需要考虑此类情况的范围正在逐渐减少。 - Drew Hoskins

Answer 7

这两个内容是相同的。

x=x+1 

数学被视为一种矛盾的存在。

x+=1

不是和是轻松打字。

- Luixv

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有趣的一点是：函数式语言（更接近数学）不会有复合赋值！ - xtofl

Answer 8

在VB中它们可能是相同的；但在C语言中它们不一定相同（因为该操作符起源于C语言）。

- Paul Sonier

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这个操作码是为什么许多编程语言具有++运算符的原因。它生成的IL并不像JIT创建的本机代码那样重要。 - Matthew Whited

Answer 9

1. 是的，它们的行为相同。
2. 不，它们可能同样有效。优化器擅长这种事情。如果你想再次确认，请编写优化后的代码并在反编译器中查看。

- Greg D

Answer 10

如果x是一个简单类型，如int或float，则优化器可能会产生相同的结果。

如果您使用了其他语言（对VB知识有限，您可以重载+=吗？），其中x可以是一个大型对象，前者将创建一个额外的副本，可能会占用数百兆字节。后者则不会。

- Macke

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在任何现代编译器中，优化器都会使它们相同。在某些旧的编译器（不进行优化的编译器！）中，它们会有所不同，但效果相同（增加x）。 - Michael Kohne

我总是在优化器周围使用“可能”这个词，因为一个人不应该假设任何东西。不过，如果x=x+1，其中x是int类型的变量，是你最大的性能问题，我想你会非常独特。 :) - Macke