为什么这个程序会进入无限循环？

Question

为什么这个程序会进入无限循环？

javaloopsoperatorsvariable-assignmentincrement

509

我有以下的代码：

public class Tests {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        int x = 0;
        while(x<3) {
            x = x++;
            System.out.println(x);
        }
    }
}

我们知道应该只写x++或x=x+1，但在x = x++中，它首先将x赋值给自己，然后再将其递增。为什么x的值仍然是0？ --更新 这是字节码：

public class Tests extends java.lang.Object{
public Tests();
  Code:
   0:   aload_0
   1:   invokespecial   #1; //Method java/lang/Object."<init>":()V
   4:   return

public static void main(java.lang.String[])   throws java.lang.Exception;
  Code:
   0:   iconst_0
   1:   istore_1
   2:   iload_1
   3:   iconst_3
   4:   if_icmpge   22
   7:   iload_1
   8:   iinc    1, 1
   11:  istore_1
   12:  getstatic   #2; //Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
   15:  iload_1
   16:  invokevirtual   #3; //Method java/io/PrintStream.println:(I)V
   19:  goto    2
   22:  return

}

我会阅读有关指令的内容，以尝试理解...

- The Student

8

我猜测正在发生的事情是：1.将x加载到寄存器中（=0）; 2.将x增加（x=1）; 3.将寄存器值保存到x中（x=0）。在C/C++中，这将导致未定义的行为，因为没有正式的序列点来定义2和3的顺序。希望有人能引用Java规范中与此相等的内容。 - Rup

19

我们尝试在 C++ 中运行这个程序，结果打印出了 1、2、3 并退出了。我没想到会这样。我猜这是编译器相关的，因为这是未定义的行为。我们使用的是 GNU 的 g++ 编译器。 - grieve

14

@saj，x++是后自增；x=是结果的赋值；x++的结果是原始的x（虽然有一个增量的副作用，但这不会改变结果），因此可以解释为var tmp = x; x++; x = tmp;。 - Marc Gravell

5

既然我有一个受欢迎的问题，我感到后悔了。即使选择了正确答案，重复的回答仍不停地涌现。我的“最近活动”页面满是相同的答案，而且还在继续增加... - The Student

3

@Rob Vermeulen，在发表评论之前，您可能需要阅读完整的问题.. ;) 这是我的一个学生编写的代码，我想知道这种行为的原因。 - The Student

显示剩余18条评论

26个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- RHSeeger · Answer 1

您实际上获得了以下行为。

1. 获取x的值（即0）作为右侧“结果”。 2. 增加x的值（所以x现在是1）。 3. 将右侧的结果（保存为0）分配给x（x现在是0）。

其思想是，后缀递增运算符（x ++）会在返回其用于方程式中的值之后将其递增。

编辑：由于评论的原因，添加了一点内容。可以将其视为以下内容。

x = 1;        // x == 1
x = x++ * 5;
              // First, the right hand side of the equation is evaluated.
  ==>  x = 1 * 5;    
              // x == 2 at this point, as it "gave" the equation its value of 1
              // and then gets incremented by 1 to 2.
  ==>  x = 5;
              // And then that RightHandSide value is assigned to 
              // the LeftHandSide variable, leaving x with the value of 5.

- mezzie · Answer 2

5

这是因为在这种情况下，它从未被递增。 x ++ 将先使用它的值，然后再递增，就像在此示例中一样：

x = 0;

但是如果你执行++x;，这将会增加。

- mezzie

1

如果您进行测试，可以看到它首先进行递增，然后进行属性分配。因此，它不应该被归零。 - The Student

2

@Tom：看我的回答——我在一个测试中展示了 x++ 实际上返回的是 x 的旧值。这就是出错的地方。 - Robert Munteanu

1

如果你做一个测试——某些人似乎认为用C语言编写的测试可以告诉我们Java会做什么，但它甚至无法告诉我们C语言会做什么。 - Jim Balter

- Progman · Answer 3

这个值保持为0是因为 x++ 的值是0。在这种情况下，不管x的值是否增加，赋值 x=0 都会执行。这将覆盖临时增加的x的值（它只是“短暂”为1）。

- patrick · Answer 4

这个代码的运行方式符合你对另一个代码的期望。这是前缀和后缀的区别。

int x = 0; 
while (x < 3)    x = (++x);

- micdah · Answer 5

据我所见，错误是由于赋值覆盖了递增后的值，而使用递增前的值，即撤销了递增操作。

具体来说，“x++”表达式的值是递增前的'x'值，而“++x”则是递增后的'x'值。

如果您有兴趣调查字节码，我们将查看三行代码：

 7:   iload_1
 8:   iinc    1, 1
11:  istore_1

7: iload_1 # 将第2个本地变量的值放到堆栈上
8: iinc 1,1 # 将第2个本地变量增加1，注意它不会影响堆栈！
9: istore_1 # 将堆栈顶部的元素弹出并将该元素的值保存到第2个本地变量中
(您可以在此处阅读每个JVM指令的效果 here)

这就是为什么上面的代码会无限循环，而使用++x的版本则不会。对于++x的字节码应该看起来截然不同，据我记得一年多前所写的1.3 Java编译器，其字节码应该如下：

iinc 1,1
iload_1
istore_1

因此，只需交换前两行即可改变语义，以便在增量后，堆栈顶部留下的值（即表达式的“值”）是增量后的值。

- Paul · Answer 6

    x++
=: (x = x + 1) - 1

所以：

   x = x++;
=> x = ((x = x + 1) - 1)
=> x = ((x + 1) - 1)
=> x = x; // Doesn't modify x!

然而

   ++x
=: x = x + 1

所以：

   x = ++x;
=> x = (x = x + 1)
=> x = x + 1; // Increments x

当然，最终结果与单独使用x++;或++x;的效果相同。

- jhabbott · Answer 7

1

将x++视为一个函数调用，它“返回”增量之前的X值（这就是为什么它被称为后增量）。

因此，操作顺序如下：
1：缓存增量之前的x值
2：增加x
3：返回缓存的值（增量之前的x值）
4：返回值分配给x

- jhabbott

1

好的，但是步骤3和4的顺序是由什么指定的？ - Rup

1

“返回递增前的X值”是错误的，请查看我的更新。 - The Student

1

实际上，步骤3和4并不是独立的操作 - 它不是真正的函数调用返回一个值，只是帮助我们以这种方式思考。每当你有一个赋值操作，右边的表达式会被“评估”，然后结果被赋给左边，这个评估结果可以被看作是一个返回值，因为它帮助你理解操作的顺序，但实际上并不是。 - jhabbott

1

哎呀，对了。我指的是步骤2和4——为什么返回值会覆盖增加后的值？ - Rup

2

这是赋值操作的定义的一部分，首先对右侧进行完全评估，然后将结果分配给左侧。 - jhabbott

@jhabbot。几乎正确，从技术上讲，在表达式求值之后发生x++（想象一下（x=a++ + b++）），但在赋值之前，因为++具有更高的运算符优先级。 - Jaydee

- Steven · Answer 8

当++在右侧时，结果会在数字递增之前返回。将其改为++x，就不会出现问题了。 Java会优化此操作以执行单个操作（将x分配给x），而不是递增。

- prime · Answer 9

请检查以下代码：

    int x=0;
    int temp=x++;
    System.out.println("temp = "+temp);
    x = temp;
    System.out.println("x = "+x);

输出将会是：

temp = 0
x = 0

后置递增 意味着先返回值再将其加一。这就是为什么 temp 的值是 0。那么如果 temp = i，并且这是在一个循环中（除了第一行代码），会怎样呢？就像问题描述的那样！！！

- Praveen Prasad · Answer 10

 x = x++; (increment is overriden by = )

由于上述语句，x永远不会达到3；