Java中的无限循环

请看下面的whileJava无限循环。它导致其下面的语句的编译时错误。

while(true) {
    System.out.println("inside while");
}

System.out.println("while terminated"); //Unreachable statement - compiler-error.

以下相同的无限while循环可正常工作，并且不会发出任何错误，在这些错误中，我只是将条件替换为布尔变量。

boolean b=true;

while(b) {
    System.out.println("inside while");
}

System.out.println("while terminated"); //No error here.

同样在第二种情况下，循环之后的语句显然不可访问，因为布尔变量b为true，但编译器根本没有抱怨。为什么？

编辑：while显然，以下版本的卡在无限循环中，但是即使if循环内的条件始终存在false，因此循环下面的语句也不会对该语句下的语句发出任何编译器错误，因此循环永远不会返回，并且可以由编译器在该循环中确定。编译时本身。

while(true) {

    if(false) {
        break;
    }

    System.out.println("inside while");
}

System.out.println("while terminated"); //No error here.

while(true) {

    if(false)  { //if true then also
        return;  //Replacing return with break fixes the following error.
    }

    System.out.println("inside while");
}

System.out.println("while terminated"); //Compiler-error - unreachable statement.

while(true) {

    if(true) {
        System.out.println("inside if");
        return;
    }

    System.out.println("inside while"); //No error here.
}

System.out.println("while terminated"); //Compiler-error - unreachable statement.

编辑：有同样的事情if和while。

if(false) {
    System.out.println("inside if"); //No error here.
}

while(false) {
    System.out.println("inside while");
    // Compiler's complain - unreachable statement.
}

while(true) {

    if(true) {
        System.out.println("inside if");
        break;
    }

    System.out.println("inside while"); //No error here.
}      

以下版本的while也陷入无限循环。

while(true) {

    try {
        System.out.println("inside while");
        return;   //Replacing return with break makes no difference here.
    } finally {
        continue;
    }
}

这是因为finally即使return语句在try块本身中遇到之前也总是执行该块。

编译器可以轻松而明确地证明第一个表达式始终会导致无限循环，但第二个表达式则不那么容易。在您的玩具示例中，这很简单，但是如果：

• 变量的内容是从文件中读取的？
• 该变量不是局部变量，可以被另一个线程修改？
• 该变量依赖于某些用户输入吗？

编译器显然不会检查您的简单情况，因为它完全放弃了这条路。为什么？因为它更难被禁止规范。参见第14.21节：

• http://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se7/html/jls-14.html#jls-14.21-300-M

（顺便说一句，当声明变量时，我的编译器确实会抱怨final。）

根据规范，以下是关于while语句的内容。

如果满足以下至少一项条件，则while语句可以正常完成：

• while语句是可到达的，并且条件表达式不是值为true的常量表达式。
• 有一个可达的break语句退出while语句。\

因此，如果while条件是具有真值的常量，或者while内有break语句，则编译器只会说在while语句之后的代码不可访问。在第二种情况下，由于b的值不是常数，因此它不认为其后的代码不可访问。该链接后面有很多信息，可让您详细了解什么是不可达的内容。

因为true是常数，所以b可以在循环中更改。

因为分析变量状态很困难，所以编译器几乎已经放弃了，让您做自己想做的事情。此外，Java语言规范对于允许编译器检测不可达代码有明确的规定。

欺骗编译器的方法有很多-另一个常见的示例是

public void test()
{
    return;
    System.out.println("Hello");
}

这是行不通的，因为编译器会意识到该区域是不可行的。相反，你可以做

public void test()
{
    if (2 > 1) return;
    System.out.println("Hello");
}

这将起作用，因为编译器无法意识到该表达式永远不会为假。

后者并非无法实现。布尔值b仍然有可能在循环内某个地方被更改为false，从而导致结束条件。

我的猜测是变量“ b”有可能更改其值，因此编译器认为 System.out.println("while terminated"); 可以实现。

编译器并不完美-也不应该如此

编译器的责任是确认语法-而不是确认执行。编译器最终可以用强类型的语言捕获并防止许多运行时问题-但是它们不能捕获所有此类错误。

实际的解决方案是使用大量的单元测试来补充您的编译器检查，或者使用面向对象的组件来实现已知可靠的逻辑，而不是依赖原始变量和停止条件。

强大的输入和面向对象：提高编译器的效率

有些错误本质上是语法上的-在Java中，强类型使很多运行时异常都可捕获。但是，通过使用更好的类型，您可以帮助编译器执行更好的逻辑。

如果希望编译器更有效地执行逻辑，则在Java中，解决方案是构建可以实施这种逻辑的强大必需对象，并使用这些对象来构建应用程序，而不是基元。

一个典型的例子是迭代器模式的使用，结合Java的foreach循环，此构造比简单的while循环更不容易受到您所说明的错误类型的影响。

编译器不够复杂，无法运行b可能包含的值（尽管您只分配了一次）。对于第一个示例，编译器很容易看到它将是一个无限循环，因为条件不是可变的。

我很惊讶您的编译器拒绝编译第一种情况。我觉得这很奇怪。

但是第二种情况并未针对第一种情况进行优化，因为（a）另一个线程可能会更新b（b）的值；（b）被调用的函数可能会修改b副作用的值。

实际上，我认为没有人能做到完全正确（至少从原始提问者的角度而言）。OQ不断提到：

正确，但无关紧要，因为循环中未更改b

但这并不重要，因为最后一行是可以到达的。如果您使用该代码，将其编译为类文件，然后将该类文件交给其他人（例如作为库），他们可以将编译后的类与通过反射修改“ b”的代码链接，退出循环并导致最后一个行执行。

对于不是常量的任何变量（或在使用它的位置编译为常量的final变量）都是如此，如果您用final而不是引用它的类重新编译该类，有时会导致奇怪的错误。类仍将保留旧值，而不会出现任何错误）

我已经使用了反射功能来修改另一个类的非最终私有变量，以在购买的库中猴子类上打补丁—修复了一个错误，以便我们可以在等待供应商的正式补丁时继续开发。

顺便说一句，这几天实际上可能无法正常工作-尽管我之前已经做过，但这样的小循环很有可能会被缓存在CPU缓存中，并且由于变量未标记为volatile，所以缓存的代码可能永远不会获得新的价值。我从未见过这样的动作，但我相信这在理论上是正确的。

这只是因为编译器虽然有可能，但不会过多地照顾婴儿。

所示示例对于编译器检测无限循环而言是简单合理的。但是，如果我们插入1000行代码而不与变量有任何关系b呢？这些陈述全都b = true;如何？编译器肯定可以评估结果，并告诉您最终在while循环中为真，但是编译一个实际的项目有多慢？

PS，皮棉工具绝对应该为您做。

从编译器的角度来看，binwhile(b)可能会在某处更改为false。编译器只是不打扰检查。

有趣的尝试while(1 < 2)，for(int i = 0; i < 1; i--)等等。

表达式是在运行时求值的，因此，当将标量值“ true”替换为布尔值变量时，会将标量值更改为布尔值表达式，因此，编译器无法在编译时知道它。

如果编译器可以最终确定布尔值将true在运行时求值，则它将引发该错误。编译器假定您声明的变量可以更改（尽管在这里我们是人类，但不会）。

为了强调这一事实，如果final在Java中声明了变量，则大多数编译器将抛出与替换值相同的错误。这是因为变量是在编译时定义的（并且不能在运行时更改），因此编译器可以最终确定表达式true在运行时的计算结果。

第一条语句始终会导致无限循环，因为我们在while循环的条件下指定了一个常量，在第二种情况下，编译器假定，循环内b的值可能会发生变化。