C语言 & Java 解析：当 i = i++ 后，结果究竟是什么？

Posted 2021-09-04 一起学编程

前言：

之前有朋友跟我讨论过一个问题，他问在java中，i=1;i=i++;之后的结果时什么,我一开始认为是2,但当他说答案是1的时候，我不得不想一个合理的解释，我想，可能是因为临时变量，当i赋值给i后，自增更改了临时变量,所以i值并没有改变。当我在为我的解释表示满意时，他们说在c语言下的答案是2,好吧，我只能说是编译器的实现不同，当然这个答案太没说服力了，所以寻找答案的任务就开始了。

我先在《c++ primer》上看见这样的解释：“++i的效率要比i++的效率高，因为i++必须要有一个临时变量来存放i本身的值“，那么我之前只说对了临时变量，但原因是临时变量先用来存放i的值，然后i本身自增，之后，临时变量赋值给左边，这时，i的值又被 自己之前的值覆盖了，所以又变成1,但这只是个推测，再说c语言中为什么是2？所以不得不反编译了。。。

java的jdk自带一个工具，javap，可以反编译，我们用它java编译器生成的“jvm版汇编码”，我会写下两段代码用来做对比，一种是i=i++;一种常见的j=i++;注意，我使用2作为初始值（也就是说它会被自增为3），因为1太特殊了，它在字节码中的变量名随处可见，而且++不是加1么，所以我用2做初值，也方便查找。

publicclassTest{

publicstaticvoidmain(String[] args){

inti =2;

  i = i++;

  System.out.println(i);

  }

}

javap -c Test 的字节码如下：

public class Test extends java.lang.Object{

public Test();

  Code:

  0: aload_0

  1: invokespecial #1; //Method java/lang/Object."<init>":()V

  4: return

public static void main(java.lang.String[]);

  Code:

  0: iconst_2

  1: istore_1

  2: iload_1

  3: iinc 1, 1

  6: istore_1

  7: getstatic #2; //Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;

  10: iload_1

  11: invokevirtual #3; //Method java/io/PrintStream.println:(I)V

  14: return

}

0:  iconst_2  //将int型的常量2压栈

1:  istore_1  //将int型值存入变量1中

就是定义并初始化i的值。

关键是这里：

2:  iload_1  //保存变量1的值

3:  iinc  1, 1 //将变量1的值自增（i现在是3了）

6:  istore //将之前的保存值放入变量i中（i现在又变成2了。。）

其实在2: iload_1 时，i变量的值被放在了栈中，这就是我们说的临时存储。。之后，又被赋了过来

看看Test2,你就会明白正常的运作：

publicclassTest2{

publicstaticvoidmain(String[] args){

inti =2;

intj =0;

  j = i++;

  System.out.println(j);

  }

}

javap -c Test2 的字节码如下：

public class Test2 extends java.lang.Object{

public Test2();

  Code:

  0: aload_0

  1: invokespecial #1; //Method java/lang/Object."<init>":()V

  4: return

public static void main(java.lang.String[]);

  Code:

  0: iconst_2

  1: istore_1

  2: iconst_0

  3: istore_2

  4: iload_1

  5: iinc 1, 1

  8: istore_2

  9: getstatic #2; //Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;

  12: iload_2

  13: invokevirtual #3; //Method java/io/PrintStream.println:(I)V

  16: return

}

4: iload_1  //变量1的值被保存（入栈）

5: iinc  1,1  //i自增

8 istore_2  // 弹栈，赋值给变量2.。。

现在明白了吧，，到底发生了什么。。

但是还没完，，，，，我们还没解释在c语言中发生了什么。。。

在gcc中，编译一个c程序要四个阶段，预处理，编译，汇编，链接。我们在编译阶段后停下，这样会得到AT&T的汇编码，

我们写下两种代码，类似于java版

先看正常情况：

#include<stdio.h>

intmain()

{

inti =2;

intj =0;

    j = i++;

printf("j = %d\\n",j);

return0;

}

编译成汇编码：

.file"test.c"

  .section .rodata

.LC0:

.string"j = %d\\n"

  .text

.globl main

.typemain, @function

main:

  pushl %ebp

  movl %esp, %ebp

  andl $-16, %esp

subl$32, %esp

movl$2, 28(%esp)

movl$0, 24(%esp)

  movl 28(%esp), %eax

  movl %eax, 24(%esp)

addl$1, 28(%esp)

  movl $.LC0, %eax

  movl 24(%esp), %edx

  movl %edx, 4(%esp)

  movl %eax, (%esp)

callprintf

movl$0, %eax

  leave

  ret

  .size main, .-main

.ident"GCC: (Ubuntu 4.4.3-4ubuntu5.1) 4.4.3"

.section.note.GNU-stack,"",@progbits

包括 movl $.LC0, %eax 和之后语句的都和输出有关了。

我们再把初始化有关的除去，关键的部分是：

movl    28(%esp), %eax

movl    %eax, 24(%esp)

addl$1, 28(%esp)

保存了i的值，（放在eax中），之后又放入j中，i再自增，这就很符合大家心里的答案，那么如果是i=i++时自然就是i被赋值，再自增。。。也就是大家心中的答案了，但是真是这样么？我们继续看。。。。

#include<stdio.h>

intmain()

{

inti =2;

i = i++;

printf("i = %d\\n",i);

return0;

}

对应的汇编码：

.file"test2.c"

  .section .rodata

.LC0:

.string"i = %d\\n"

  .text

.globl main

.typemain, @function

main:

  pushl %ebp

  movl %esp, %ebp

  andl $-16, %esp

subl$32, %esp

movl$2, 28(%esp)

addl$1, 28(%esp)

  movl $.LC0, %eax

  movl 28(%esp), %edx

  movl %edx, 4(%esp)

  movl %eax, (%esp)

callprintf

movl$0, %eax

  leave

  ret

  .size main, .-main

.ident"GCC: (Ubuntu 4.4.3-4ubuntu5.1) 4.4.3"

.section.note.GNU-stack,"",@progbits

关键部分就省一句了 addl $1, 28(%esp)这简直就是。。。。看我的test3.c吧。。。

#include<stdio.h>

intmain()

{

inti =2;

i++;

printf("i = %d\\n",i);

return0;

}

产生的汇编码：

aiqier@aiqier-laptop:~/c/test3$ cat test3.s

.file"test3.c"

  .section .rodata

.LC0:

.string"i = %d\\n"

  .text

.globl main

.typemain, @function

main:

  pushl %ebp

  movl %esp, %ebp

  andl $-16, %esp

subl$32, %esp

movl$2, 28(%esp)

addl$1, 28(%esp)

  movl $.LC0, %eax

  movl 28(%esp), %edx

  movl %edx, 4(%esp)

  movl %eax, (%esp)

callprintf

movl$0, %eax

  leave

  ret

  .size main, .-main

.ident"GCC: (Ubuntu 4.4.3-4ubuntu5.1) 4.4.3"

.section.note.GNU-stack,"",@progbits

恩，在c语言中i=i++;居然跟i++;的汇编代码一样，按正常的逻辑（我们之前的分析），i=2;i=i++;i的值是3,已经没问题了，但是gcc会对编译器做一些优化，所以保存i的值，在赋值给i，这两条语句自然是鸡肋了，就被优化掉了。

总结，我们发现对于i++保存的临时值，java中是自增在返回临时值，而c语言中是返回临时值后，在自增，所以这就是为什么i=i++在这两种语言中不同的结果了，c#我就不知道了，有兴趣的同学可以试试，python么，没有++啦，呵呵，如果我的分析有什么不对之初，希望能与你一起探讨。

另外，对现在我们的大多数朋友来说还是学编程技术最重要！栽一棵树最好的时间是十年前，其次是现在。对于准备学习编程的小伙伴，如果你想更好的提升你的编程核心能力（内功）不妨从现在开始！

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