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？

Question

挑战，a fellow code golfer wrote the following code：

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);
    }
  }
}

When running this code in Java 8, we get the following result:

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

When running this code in Java 10, we get the following result:

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 Java10 完全关闭了编号。那么这里发生了什么？它是 Java 10 中的错误吗？

跟进评论：

使用 Java 9 或更高版本编译时会出现此问题（我们在 Java 10 中发现了它）。在 Java 8 上编译此代码，然后在 Java 9 或任何更高版本中编译运行，包括 Java 11 抢先体验，给出预期的结果。
这种代码是非标准的，但根据规范是有效的。它是由 Kevin Cruijssen in a discussion in a golfing challenge 发现的，因此遇到了奇怪的用例。

Didier L 使用更小、更易理解的代码简化了问题：

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

Result when compiled in Java 8:

  evaluated

Result when compiled in Java 9 and 10:

  evaluated
  evaluated

问题似乎仅限于字符串连接和赋值运算符 (+=)，其左操作数的表达式具有副作用，如 array[test()]+="a"、array[ix++]+="a"、test()[index]+="a" 或 test().field+="a"。要启用字符串连接，至少一侧的类型必须为 String。尝试在其他类型或构造上重现此失败。

Answer 1

这是 javac 中的一个错误，从 JDK 9 开始（它对字符串连接做了一些更改，我怀疑这是问题的一部分），as confirmed by the javac team under the bug id JDK-8204322。如果您查看该行的相应字节码：

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

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

其中最后一个aaload是数组的实际加载。然而，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

大致对应于表达式array[i++%size]（减去实际加载和存储），在其中两次。这是不正确的，正如 jls-15.26.2:

中的规范所述

A compound assignment expression of the form E1 op= E2 is equivalent to E1 = (T) ((E1) op (E2)), where T is the type of E1, except that E1 is evaluated only once.

因此，对于表达式 array[i++%size] += i + " ";，array[i++%size] 部分应该只计算一次。但是它被评估了两次（一次用于加载，一次用于存储）。

所以是的，这是一个错误。

一些更新：

该错误已在 JDK 11 中修复，并已向后移植到 JDK 10（here and here), but not to JDK 9, since it no longer receives public updates.

Aleksey Shipilev 在 JBS page 中提到（以及此处评论中的@DidierL）：

Workaround: compile with -XDstringConcat=inline

这将恢复为使用 StringBuilder 进行连接，并且没有错误。

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？

Why does array[idx++]+="a" increase idx once in Java 8 but twice in Java 9 and 10?

java

javac

java-8

java-9

java-10

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一些更新：