java基礎(二) 自增自減與貪心規則
引言
??JDK中提供了自增運算符++,自減運算符--。這兩個操作符各有兩種使用方式:前綴式(++ a,--a),後綴式(a++,a--)。可能說到這裏,說不得有讀者就會吐槽說,前後綴式都挺簡單的,前綴式不就是先進行+1(或-1),然後再使用該值參與運算嘛,後綴式則相反。有必要長篇大論嗎?
??前後綴式的區別確實是這樣,最起碼表面上理解起來是這樣,但是更深入的理解就不是這麽簡單了,甚至嚴重影響到你的程序的正確性。不信,接下去看吧!
1、java中前綴式和後綴式的真正區別
??在Java中,運算是從左往右計算的,並且按照運算符的優先級,逐一計算出表達式的值,並用這個值參與下一個表達式的運算,如:1+2+3
1+2
表達式的值為3,再參與下一個表達式的運算(1+2)+3
,即3+3
。再如判斷if(a+2==3)
。如此類推。??
a++
是一個表達式 ,那麽a++
就會有一個表達式的計算結果,這個計算結果就是a的舊值(加1前的值)。相對的,++a
表達式的計算結果a加1後的值。所以,自增的前綴形式與後綴形式的本質區別是:表達式的值(運算結果) 是加1前的變量的值還是加1後的變量的值(自減也是如此)。並不是先加1 與 後加1的區別,或者說,前後綴形式都是先加1(減1)的,才得到表達式的值,再參與下一步運算。因為這是一個表達式,必須先計算完表達式的運算,最後才會得到表達式的值我們來看一個面試經常遇到的問題:
int a = 5; a = a++;//此時a的值是多少?
??有猜到a的值嗎?我們用上面所學到的分析一下:a=a++
可以理解成以下幾個步驟:
1、計算a自加1,即 a=a+1
2、計算表達式的值,因為這是後綴形式,所以a++
表達式的值就是加1前a的值(值為5);
3、將表達式的值賦值給a,即a=5
。
所以最後a的值是5。
同理,如果改成a = ++a
;,則a的值是6。這是因為++a
表達式的值是加1後的a,即為6。
2、自增和自減是兩個操作,不是線程安全的
??自增、自減運算符本質上不是一個計算操作,而是兩個計算操作。以a++
為例,這個運算將會編譯器解析成:a=a+1
,即包含兩個單目運算符(+、=),一個單目運算符的計算操作可以看作是一個原子性操作。a++
??1、先取a加1,將結果存儲在臨時空間;
??2、將結果賦給a。所以,自增自減運算符包含兩個操作:一個加1(減1)的操作和一個賦值的操作
??這個原理好像對我的編程沒有用吧?不是的,在單線程的環境下,你可以不管這個細節。但在多線程的情況下,你就得時刻牢記這個細節了。要知道,自增自減不是原子性操作,也就是說不是線程安全的運算。因此,在多線程下,如果你要對共享變量實現自增自減操作,就要加鎖,或者使用JDK提供的原子操作類(如AtomincInteger
,AtomicLong
等)提供的原子性自增自減方。
來看個例子,驗證一下。下面的例子提供三個靜態變量(一個是原子操作類),創建了10個線程,每個線程都對這三個變量以不同的方式進行加1操作,並循環1000次。
public class MyTest { static int a = 0; static int b = 0; //原子性操作類 static AtomicInteger atomicInt = new AtomicInteger(0); public static void main(String[] args) throws InterruptedException { for (int i = 0; i < 10; i++) {//創建10個線程 Thread t = new Thread() { @Override public void run() { for (int j = 0; j < 1000; j++) {//計算1000次 a = a + 1; b++; atomicInt.incrementAndGet();//自增的原子性方法 } } }; t.start(); } // 判斷當前的活動線程是不是只有main線程,以確保10個計算線程執行完成。 while (Thread.activeCount() > 1) { Thread.sleep(1000); } System.out.println("a=a+1在多線程下的結果是:" + a); System.out.println("b++在多線程下的結果是:" + b); System.out.println("原子操作類AtomicInteger在多線程下的結果是:" + atomicInt.get()); } }
運行結果:
a=a+1在多線程下的結果是:8883
b++在多線程下的結果是:8974
原子操作類AtomicInteger在多線程下的結果是:10000
??從運行的結果可以看出,a=a+1、b++
不是線程安全的,沒有計算出正確的結果10000。也就是說這兩個表達式都不是原子性操作。事實上,它們都包含了兩個計算操作。
3、a+++b表達式引發的思考
??看到這個表達式,真的很讓人疑惑:編譯器是怎麽解析的,是解析成
a++ + b
還是
a+ ++b
真糾結,幹脆直接在編譯器上跑一趟,看看結果吧!
int a = 5; int b = 5; int c=a+++b; System.out.println("a的值是: "+a); System.out.println("b的值是: "+b);
運行結果:
a的值是: 6
b的值是: 5
??從結果可以確認,a+++b
其實是解析成了 a++ +b
,為什麽要這樣結合呢?其實有兩點原因:
Java中的運算是從左往右進行的;
java編譯器有一種規則——貪心規則。也就是說,編譯器會盡可能多地結合有效的符號。
那麽,a+++b
這樣的結合方式就可以解釋了
但是這種結合是:盡可能多的結合,而不管這樣的結合是否合法。如:
a--b
會被編譯器解析成
a-- b
盡管這是不合法,但編譯器還是這樣處理了,這就導致編譯不通過,產生編譯錯誤。
編譯器為什麽要采用貪心規則呢?
??從上面的分析來看,貪心規則在編程中也不好利用。那麽,貪心規則的主要目的是為了什麽?
??貪心規則的主要目的就是為了分析String字符串,看看下面的例子就會明白:
String s = "\17"; System.out.println("\\17 轉義字符的值是:"+s+" 長度是:"+s.length()); s = "\171"; System.out.println("\\171 轉義字符的值是:"+s+" 長度是:"+s.length()); s = "\1717"; System.out.println("\\1717 轉義字符的值是:"+s+" 長度是:"+s.length()); s = "\17178"; System.out.println("\\17178 轉義字符的值是:"+s+" 長度是:"+s.length());
運行結果:
\17 轉義字符的值是: ??長度是:1
\171 轉義字符的值是:y ??長度是:1
\1717 轉義字符的值是:y7 ??長度是:2
\17178 轉義字符的值是:y78 ??長度是:3
??“\17” 經轉義得到一個特殊字符 “” 。而“\171” 轉義後也得到一個字符 “y”。但 “\1717”、“\17178” 得到的字符串大於1,不再是一個字符,分別是 “y7”、“y78”。
??也就是說,“\1717” 字符串只轉義了“\171” 部分,再鏈接 “7” 部分。“\17178” 字符串只轉義了 “\171” 部分,再連接 “78”。
??那為什麽 “\171” 為什麽不轉義 ”\17“ 部分,再鏈接 ”1“ 呢,而是作為一個整體進行轉義的字符串呢?
??這就是 ”貪心規則“ 所決定的。八進制的轉義字符的取值範圍是 \0~\377。所以解析 ”\171“ 字符串時,編譯器盡可能多地結合字符成一個轉移字符,”\171“ 還在取值範圍內,所以就是一個字符。但 ”\1718” 字符串,最多結合前4個字符成一個有效的轉義字符 “\171”,而“\1717” 已經超出取值範圍,不是有效字符,所以最後解析成 “\171” + "7" 的結果。“17178” 也是如此。
4、總結
編譯器在分析字符時,會盡可能多地結合成有效字符,但有可能會出現語法錯誤。
貪心規則是有用的,特別編譯器是對轉義字符的處理。
出處:http://www.cnblogs.com/jinggod/p/8424808.html
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java基礎(二) 自增自減與貪心規則