Java: предварительные, постфиксные приоритеты операторов

У меня есть два похожих вопроса о приоритетах операторов в Java.

Первый:

int X = 10;
System.out.println(X++ * ++X * X++); //it prints 1440 

Согласно учебник Oracle:
Операторы postfix (expr ++, expr--) имеют более высокий приоритет, чем префикс (++ expr, --expr)

Итак, я полагаю, что порядок оценки:

1) first postfix operator: X++ 
   1.a) X++ "replaced" by 10
   1.b) X incremented by one: 10+1=11
   At this step it should look like:  System.out.println(10 * ++X * X++), X = 11;

2) second POSTfix operator: X++ 
   2.a) X++ "replaced" by 11
   2.b) X incremented by one: 11+1=12
   At this step it should look like:  System.out.println(10 * ++X * 11), X = 12;

3) prefix operator: ++X
   3.a) X incremented by one: 12+1=13
   3.b) ++X "replaced" by 13
   At this step it should look like:  System.out.println(10 * 13 * 11), X = 13;

4) evaluating 10*13 = 130, 130*11 = 1430.

Но Java, похоже, игнорирует порядок PRE/POST и помещает их на один уровень. Итак, реальный порядок:

 X++ -> ++X -> X++ 

что заставляет отвечать (10 * 12 * 12) = 1440.

Второй:

Пример из этого вопроса:

    int a=1, b=2;             
    a = b + a++;

Часть принятого ответа: "К моменту назначения ++ уже увеличил значение a до 2 (из-за приоритета), поэтому = перезаписывает это увеличенное значение."

ОК, посмотрим шаг за шагом:

 1) replacing "b" with 2
 2) replacing "a++" with 1
 3) incrementing "a" by 1 -> at this point a==2
 4) evaluating 2+1 = 3
 5) overwriting incremented value of "a" with 3

Кажется, все в порядке. Но пусть немного изменится в этом коде (замените "=" на "+ =" )

    a += b + a++;

шаги 1-4 должны быть такими же, как указано выше. поэтому после шага 4 мы имеем что-то вроде этого:

    a += 3;

где a==2

И тогда я думаю: ОК, a = 2+3, поэтому a должен быть 5. НО ответ только 4

Я действительно смущен. Я уже провел пару часов, но до сих пор не могу понять, где я ошибаюсь.

P.S. Я знаю, что я не должен использовать этот "стиль" в реальных приложениях. Я просто хочу понять, что не так в моих мыслях.

Ответ 1

Путаница проистекает из того факта, что операнды оцениваются слева направо. Это делается сначала, прежде чем будет обращено внимание на приоритет/порядок работы оператора.

Это поведение указано в JLS 15.7.2. Оценка операндов до операции

Итак, X++ * ++X * X++ сначала оценивается как 10 * 12 * 12, что дает, как вы видели, 1440.

Чтобы убедиться в этом, рассмотрите следующее:

X = 10; System.out.println(X++ * ++X);
X = 10; System.out.println(++X * X++);

Если сначала были выполнены X++, тогда ++X second, затем умножение, оба должны печатать одинаковый номер.

Но они этого не делают:

X = 10; System.out.println(X++ * ++X); // 120
X = 10; System.out.println(++X * X++); // 121

Итак, как это имеет смысл? Хорошо, если мы понимаем, что операнды оцениваются слева направо, тогда это имеет смысл.

X = 10; System.out.println(X++ * ++X); // 120 (10 * 12)
X = 10; System.out.println(++X * X++); // 121 (11 * 11)

Первая строка выглядит как

X++       * ++X
10 (X=11) * (X=12) 12
10        * 12 = 120

и второй

++X       * X++
(X=11) 11 * 11 (X=12)
11        * 11 = 121

Итак, почему в таблице используются префиксы и постфиксные приращения/декременты?

Верно, что приращение и декремент должны выполняться перед умножением. Но это то, что:

Y = A * B++

// Should be interpreted as
Y = A * (B++)

// and not
Y = (A * B)++

Так же, как

Y = A + B * C

// Should be interpreted as
Y = A + (B * C)

// and not
Y = (A + B) * C

Остается, что порядок оценки операндов происходит слева направо.


Если вы все еще не уверены:

Рассмотрим следующую программу:

class Test
{
    public static int a(){ System.out.println("a"); return 2; }
    public static int b(){ System.out.println("b"); return 3; }
    public static int c(){ System.out.println("c"); return 4; }

    public static void main(String[] args)
    {
        System.out.println(a() + b() * c());
        // Lets make it even more explicit
        System.out.println(a() + (b() * c()));
    }
}

Если аргументы были оценены в то время, когда они были необходимы, на первый пришел b или c, а другой следующий и, наконец, a. Однако выходы программы:

a
b
c
14
a
b
c
14

Потому что, независимо от порядка, который они необходимы и используются в уравнении, они все еще оцениваются слева направо.

Полезное чтение:

Ответ 2

Причина, по которой ее 1440 состоит в том, что

  • x устанавливается в 10 i.e 1-й член FIXED (общее уравнение 10 *)

  • x увеличивается на 1, x = 11 сейчас

  • x предварительно увеличивается на 1 x = 12, а второй член FIXED теперь (общее уравнение 10 * 12 *)

  • теперь x устанавливается в 12 и третий член FIXED (общее уравнение 10 * 12 * 12)

  • x теперь увеличивается, но в этом случае не используется для оценки,

Короче говоря, термин FIXED, когда возникает переменная, в этом случае X

Второй случай: Я не уверен, но думаю, можно сломать как

  • a=b+a
  • a++

который, я думаю, является тем, что происходит.

Ответ 3

Короче говоря,

Приоритет подобен подготовке выражения, которое должно быть рассчитано путем помещения скобок. Затем оценка идет слева направо, рассматривая каждую пару круглых скобок как отдельную операцию.

Например, если i=2, то i+i++ становится i+(i++) после приоритета и оценивается как 2+2 = 4. Однако i+++i становится (i++)+i и оценивается как 2+3 = 5.

То же самое для i+(i=5), которое оценивается как 2+5 = 7.

Фактически операторы постфикса имеют более высокий приоритет, чем префиксные операторы. Например, i+++++i становится ((i++)++)+i после приоритета, который дает ошибку компиляции (второму оператору постфикса нужна переменная для работы, но вместо этого найдено значение!). Если оба оператора постфикса и префикса имели одинаковый приоритет, тогда выражение стало бы (i++)+(++i) и оценивалось до 2+4 = 6.

Если вам нужно больше объяснений, вы можете скомпилировать и запустить следующий код и проверить примеры, напечатанные на выходе.

public class TestPrecedence {
    public static void main(String[] str) {
        int i = 0;
        System.out.println("\n");
        i = 2; System.out.println("i = " + i + "\n");
        i = 2; System.out.println("i++ = " + i++ + "\n");
        i = 2; System.out.println("++i = " + ++i + "\n");
        i = 2; System.out.println("i++i = (i++)i TestPrecedence.java:8: error: ')' expected\n"+
                                  "              i++i\n"+
                                  "                 ^\n");
        i = 2; System.out.println("i+-i = i+(-i) = " + (i+-i) + "\n");
        i = 2; System.out.println("++i++ = ++(i++) TestPrecedence.java:12: error: unexpected type\n"+
                                  "                ++i++ \n"+
                                  "                   ^\n"+
                                  "                required: variable\n"+
                                  "                found:    value\n");
        i = 2; System.out.println("i+++++i = ((i++)++)+i TestPrecedence.java:17: error: unexpected type\n"+
                                  "                      i+++++i\n"+
                                  "                       ^\n"+
                                  "                      required: variable\n"+
                                  "                      found:    value\n");
        i = 2; System.out.println("i++ + ++i = " + (i++ + ++i) + "\n");
        i = 2; System.out.println("i+(i=3) = " + (i+(i=3)) + " evaluates left to right\n");
        i = 2; System.out.println("i+i++ precedence yields i+(i++) evaluates to 2+2 = " + (i+i++) + "\n");
        i = 2; System.out.println("i+++i precedence yields (i++)+i evaluates to 2+3 = " + (i+++i) + "\n");
        System.out.println("\n");
    }
}

Ответ 4

Первый шаг

1) first postfix operator: X++ 
   1.a) X++ "replaced" by 10
   1.b) X incremented by one: 10+1=11
   At this step it should look like:  System.out.println(10 * ++X * X++), X = 11;

2) prefix operator: ++X
   2.a) X "replaced" by 11
   2.b) X incremented by one: 11+1=12
   At this step it should look like:  System.out.println(10 * 12 * X++), X = 12;

3) second POSTfix operator: X++
   3.a) X "replaced" by 12
   3.b) X incremented by one: 12+1=13
   At this step it should look like:  System.out.println(10 * 12 * 12),  X = 13;

Отпечатает 10 * 12 * 12 = 1440

Это байт-код для первого шага

 1. bipush 10
 2. istore_0
 3. getstatic java/lang/System/out Ljava/io/PrintStream;
 4. iload_0
 5. iinc 0 1
 6. iinc 0 1
 7. iload_0
 8. imul
 9. iload_0
10. iinc 0 1
11. imul
12. invokevirtual java/io/PrintStream/println(I)V
13. return

Это сделает следующее:

 1. Push 10 to the stack
 2. Pop 10 from the stack to X variable
 3. Push X variable value (10) to the stack
 5. Increment local variable X (11)
 6. Increment local variable X (12)
 7. Push X variable value (12) to the stack
 8. Multiply top and subtop (10*12) Now Top = 120 
 9. Push X variable value (12) to the stack
10. Increment local variable X (13)
11. Multiply top and subtop (120*12) Now Top = 1440

Обратите внимание, что последнее приращение (10.) выполняется после нажатия X в стек

Ответ 5

Для второго →

int a=1, b=2;             
a += b + a++;

Компилятор преобразует его в

 a = a + b + a++;

Затем примените свою логику, и вы найдете причину, по которой это 4.