为什么没有ICMP指令？

Question

为什么没有ICMP指令？

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如你所知，我们有大量的操作码用于比较不同类型的原始值：

LCMP
FCMPL
FCMPG
DCMPL
DCMPG
IFEQ
IFNE
IFLT
IFGE
IFGT
IFLE
IF_ICMPEQ
IF_ICMPNE
IF_ICMPLT
IF_ICMPGE
IF_ICMPGT
IF_ICMPLE
IF_ACMPEQ
IF_ACMPNE
...

出于显而易见的原因，指令集的创造者没有费心添加所有的IF_LCMPEQ、IF_FCMPLT等指令，但我想知道为什么没有ICMP指令，因为它对布尔值或Integer.compare(int, int)特别有用。

- Clashsoft

这是个无关紧要的问题，使用哪种字节码并不重要。而且 Long.compare 并没有直接使用 lcmp；只是 long 类型的 <、> 等操作是基于 lcmp 实现的。 - Louis Wasserman

1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- Marco13 · Accepted Answer

已经有两个“主观性强”的关闭投票了。确实，没有人能够在这里给出一个确定的答案，当试图争论一群工程师25年前所做的决定时，可能会涉及到一些敷衍塞责的行为。但我会试着回答这个问题...

首先，我认为这个问题是有道理的：int类型是Java语言中最“突出”的类型（最后但并非最不重要的原因是它在数组索引中的作用）。这与它在Java虚拟机中的特殊角色相呼应，在该角色中，所有存在于语言中的（更小的）整数类型，如byte或short，在所有计算中都被有效地转换为int。或者，如Java虚拟机规范第2.11.7节中所述：

由于它强调int比较，Java虚拟机为类型int提供了丰富的条件分支指令。

现在合理地问，为什么这个“丰富的补充”似乎排除了对所有其他类型同等存在的指令的使用。

没有icmp指令的主要原因可能是它既不必要也没有好处。

使用它来比较Integer#compare(int, int)的建议应用案例几乎不能算作一个论据：即使存在icmp，这样一种方法的实现也不会是

return icmp, arg0, arg1;

将方法转换为字节码可以相当复杂，而且考虑到Java语言本身的可能性，这样的方法必须等效地实现。

if (x > y) return 1;
if (x < y) return -1;
return 0;

很显然，这可以被翻译成一系列现有的if_icmp<?>指令。

在此需要记住的是这些比较指令的主要目的是分支：它们会导致跳转到不同的位置。它们并不用于将一个值推送到堆栈上，然后“用作方法的返回值”。在这里，谈论语言和谈论虚拟机是两个完全不同的事情。

人们也可以反过来问：为什么long、float和double都有lcmp、fcmp_和dcmp_指令呢？

这里，答案明确得多：为long、float和double提供整套的eq、ne、lt、le、gt和ge比较指令将意味着增加18个附加指令（对于浮点类型的NaN处理可能还更多）。考虑到单字节最多只能使用256个指令，这是很多的。

通过为这些类型提供lcmp、fcmp_和dcmp_指令，可以使用剩余的指令来模拟所有其他可能的比较情况。但再次强调，这些主要用于分支，因此并不需要icmp指令，因为对于int，所有必要的分支指令（“跳转条件”）已经可用。