为什么array [idx ++] + =“ a”在Java 8中增加一次idx,而在Java 9和10中增加两次?


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为了挑战,一位高尔夫球手代码 编写了以下代码

import java.util.*;
public class Main {
  public static void main(String[] args) {
    int size = 3;
    String[] array = new String[size];
    Arrays.fill(array, "");
    for(int i = 0; i <= 100; ) {
      array[i++%size] += i + " ";
    }
    for(String element: array) {
      System.out.println(element);
    }
  }
}

在Java 8中运行此代码时,我们得到以下结果:

1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61 64 67 70 73 76 79 82 85 88 91 94 97 100 
2 5 8 11 14 17 20 23 26 29 32 35 38 41 44 47 50 53 56 59 62 65 68 71 74 77 80 83 86 89 92 95 98 101 
3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 66 69 72 75 78 81 84 87 90 93 96 99 

在Java 10中运行此代码时,我们得到以下结果:

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 100 102 
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 100 

使用Java 10完全没有编号。那么这里发生了什么呢?这是Java 10中的错误吗?

评论的后续行动:

  • 使用Java 9或更高版本进行编译时会出现问题(我们在Java 10中找到了问题)。在Java 8上编译此代码,然后在Java 9或任何更高版本(包括Java 11早期访问)中运行,可以得到预期的结果。
  • 这种代码是非标准的,但根据规范有效。凯文·克鲁伊森Kevin Cruijssen)在一场高尔夫挑战赛讨论中发现了它,因此遇到了奇怪的用例。
  • Didier L发现可以用更小,更易理解的代码重现该问题:

    class Main {
      public static void main(String[] args) {
        String[] array = { "" };
        array[test()] += "a";
      }
      static int test() {
        System.out.println("evaluated");
        return 0;
      }
    }
    

    用Java 8编译时的结果:

    evaluated

    用Java 9和10编译时的结果:

    evaluated
    evaluated
    
  • 这个问题似乎限于字符串连接和赋值运算符(+=)与副作用(一个或多个)的表达式作为左操作数,如在array[test()]+="a"array[ix++]+="a"test()[index]+="a",或test().field+="a"。要启用字符串连接,至少其中一侧必须具有type String。尝试在其他类型或构造上重现此错误。


5
评论不作进一步讨论;此对话已转移至聊天
塞缪尔·柳

13
@JollyJoker仅限+=应用于间接String引用。因此,首先,您的数组必须为String[]。该问题不会发生int[]long[]和朋友。但是,是的,您基本上是对的!
奥利维尔·格雷戈尔

2
@OlivierGrégoire数组不必是String[]。如果是的话Object[],那么您就这样做array[expression] += "foo";了。但是,是的,它并不适用于原始的阵列,它必须能够容纳类型的引用StringObject[]CharSequence[]Comparable[],...),存储字符串连接的结果。
Holger

30
已将其分配给Bug ID JDK-8204322
Stuart Marks

1
@StuartMarks谢谢!答案中已经集成了这一点:我真的很想让问题成为一个问题,关于它是正常还是错误。不过,我们可以在答案中更明确地指出错误的ID。我现在就适应它。
奥利维尔·格雷戈尔

Answers:


625

这是javac从JDK 9开始的错误(该错误已对字符串连接进行了一些更改,我怀疑这是问题的一部分),已由javac团队确认为错误ID JDK-8204322。如果查看该行的相应字节码:

array[i++%size] += i + " ";

它是:

  21: aload_2
  22: iload_3
  23: iinc          3, 1
  26: iload_1
  27: irem
  28: aload_2
  29: iload_3
  30: iinc          3, 1
  33: iload_1
  34: irem
  35: aaload
  36: iload_3
  37: invokedynamic #5,  0 // makeConcatWithConstants:(Ljava/lang/String;I)Ljava/lang/String;
  42: aastore

最后一个aaload是数组的实际负载。但是,部分

  21: aload_2             // load the array reference
  22: iload_3             // load 'i'
  23: iinc          3, 1  // increment 'i' (doesn't affect the loaded value)
  26: iload_1             // load 'size'
  27: irem                // compute the remainder

其中大约array[i++%size]有两次对应于表达式(减去实际的加载和存储)。正如规范在jls-15.26.2中所说,这是不正确的:

形式的复合赋值表达式E1 op= E2等效于E1 = (T) ((E1) op (E2)),其中T是的类型E1不同之处在于E1它仅被评估一次。

因此,对于表达式array[i++%size] += i + " ";,该零件array[i++%size]只能被评估一次。但是它会被评估两次(一次加载,一次存储)。

是的,这是一个错误。


一些更新:

该错误已在JDK 11中修复,并且将向JDK 10进行反向移植(但JDK 9 没有,因为它不再接收公共更新)。

Aleksey Shipilev在JBS页面上(以及此处的@DidierL)中提到:

解决方法:编译 -XDstringConcat=inline

这将恢复为StringBuilder用于进行串联的操作,并且没有错误。


34
顺便说一句,这不仅适用于提供子表达式的索引,还适用于整个左侧表达式。该表达可能是任意复杂的。参见例如IntStream.range(0, 10) .peek(System.out::println).boxed().toArray()[0] += "";……
Holger

9
@Holger左侧甚至不需要涉及数组,该问题也会通过simple出现test().field += "sth"
Didier L

44
没关系,无论如何,行为都被严重破坏了,但是第一次评估是针对商店的,而第二次评估是针对负载的,因此array[index++] += "x";将读取array[index+1]和写入array[index]……
Holger

5
@TheCoder是的,我是这样认为的。JDK 9不是长期支持(LTS)版本。以前是JDK 8,下一个LTS版本是JDK11。请参见:oracle.com/technetwork/java/javase/eol-135779.html注意,对JDK 9的公开更新已于3月结束。
乔恩·韦尔尼

15
在JDK-8204322上,Aleksey Shipilev建议-XDstringConcat=inline针对需要的人进行编译以作为一种解决方法。
Didier L
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