[短文速读-1] a=a+b和a+=b的区别

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前言

短文速读,这将是一个系列文章。自己写了很多文章,也看了很多文章。发现很多都是收藏不看系列。当然有时间的时候,的确会把收藏的文章找出来好好的学习一番。但是大多数文章仿佛石沉大海,失去了应有的价值。

所以萌生了这个系列的想法,系列文章的特点:以一些日常开发中不起眼的基础知识点为内核,围绕此包裹通俗易懂的文字。尽量用少思考的模式去讲述一个知识。让我们能够真正在碎片化的时间里学到东西!

爱因斯坦:“如果你不能简单地解释一样东西,说明你没真正理解它。”

[短文速读-1] a=a+b和a+=b的区别

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出场角色

小A:刚踏入Java编程之路...

MDove:一个快吃不上饭的Android开发...

正题

小A:MDove,最近我有一个不成熟的小疑问,不知道当讲不当讲。

MDove:不成熟那就别问了...

小A:额错了,额真滴错了。额从一开始就不应该学Java...

MDove:问、问、问...

小A:a=a+b和a+=b。这俩者有什么区别呀?没看出来有什么区别啊!

MDove:你所说的没区别,是这样吧?

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

MDove:那你有没有换过别的写法呢?比如把b的类型变一下:

float b = 2F;

MDove:怎么样,看出来效果了吧。没看出来??OK,那我就贴上效果:

编译不能通过

MDove:这样就能看明白了吧?b提升了类型之后。会发现a = a + b是没办法编译通过的,需要强制类型转换才可以。但是我们的a + = b却可以,这是为什么呢?其实很简单。让我们反编译一下这个class文件,就可以很清晰的给出答案:

public void fun() {	
    int a = 1;
    float b = 2F;
    a += b;
}

// 反编译class的内容
public void fun() {
    byte var1 = 1;
    float var2 = 2.0F;        
    int var10000 = (int)((float)var1 + var2);
}

MDove:所以它们二者的区别就很清楚了吧?在这种a比b类型范围要小的情况下。a = a + b;需要强制类型转换,也就是我们常写的:a = (int) (a+b);而我们的a += b;被我们的编译器在编译期做了一些小手脚。也就是编译器帮我们进行了强制类型转化。

小A:原来是这样,那强制类型转换会带来什么问题呢?

MDove:解答这个问题,让我们先来看一张图:

MDove:强制类型转化,一般会带来精度丢失的问题。这里float的范围太大,我们就用byte和short来演示,强制类型带来的问题:

public void fun() {
    byte a = 1;
    short b = 127;
    a=(byte) (a+b);
    System.out.println(a);
}

MDove:System打出的内容,应该知道是什么吧?没错是-128。强制类型带来的问题一目了然了吧。

小A:怎么会是-128呢?

MDove:OK,接下来,我来解释一下,为什么会是-128这么一个奇怪的数字。首先,我们都知道基本类型在堆中所占的字节如下表。

小A:不对呀?我记得基本类型是存放在栈中的呀?

MDove:这种说法并不错,但不全面。存放在堆中还是在栈中,是取决于这个变量声明的位置。如果是局部变量,则会存放在栈帧中。但是如果是成员变量(全局变量),那么就会存放在堆中。此外存放在栈中,基本类型所占的字节是固定:如果是32位计算机那么就是4字节;64位便是8字节。

有一个需要留意的点,new对象并非全部在堆中。虚拟机会对方法做逃逸分析优化。如果局部变量new的对象,没有发生引用逃逸(在方法体内,未将引用暴露给外面)。那么虚拟机会直接将其创建在栈中,以此来减少堆中压力。

类型 所占字节
byte 1字节
short 2字节
int 4字节
long 8字节
char 2字节
float 4字节
double 8字节

MDove:解释完所占字节的问题,咱们继续。由上边可知byte占1字节,那么也就是8位,如果每一位都为1(11111111),那么理论上就是它所能表示的最大内容。

小A:那应该是255呀!

MDove:实际不然,因为正负的原因,计算机中使用补码的形式表示二进制,高1位表示符号位(0为正,1为负)。因此对于8位来说,最大只能是01111111,也就是127。(0表示它为正)

MDove:而我们刚才的那个计算byte a = 1; short b = 127; a=(byte) (a+b);不考虑类型转换,那么a+b妥妥的等于128。并且对于所占2字节的short来说那就是00000000 10000000。但是我们强制类型转化成了byte,这时做了一件事情,那就是高1字节的内容全部砍掉,也就是只剩下了10000000

MDove:按我们刚才所说,高1位的内容表示正负。1为负。

小A!!!如果1为负,那System.out应该是0才对啊

MDove:一看你二进制就没有好好学。对于含有补码形式的10000000,我们要用补码的方式去计算。计算套路如下:高1位为1,那么这是数就是负数。想要知道是负几,我们需要将10000000按位取反,也就是01111111。还没完,此时还要再加1,也就是10000000。现在得到的这个数是几,那么就是负几,10000000是十进制的128,因此补码形式的10000000也就是:-128。

MDove:这样解释是不是就知道强制类型转换带来的问题,以及为什么强制类型转化后的byte变成了-128了吧。

小A:好难学...我想回家种地...

小A妈:崽,别学编程啦,赶紧回家收玉米了。

剧终

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