Java笔试题解析-优快云博客

转载：
http://www.blogjava.net/dreamstone/archive/2006/11/04/79058.html
http://blog.youkuaiyun.com/hblis1991/article/details/48317559

下面是一到Java笔试题：

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1 public class Test2
2 {
3 public void add(Byte b)
4 {
5 b = b++;
6 }
7 public void test()
8 {
9 Byte a = 127;
10 Byte b = 127;
11 add(++a);
12 System.out.print(a + ” “);
13 add(b);
14 System.out.print(b + “”);
15 }
16 }
复制代码
2. 为方便分析起见，将打印的语句去掉，如下：

复制代码
1 public void add(Byte b)
2 {
3 b = b++;
4 }
5 public void test()
6 {
7 Byte a = 127;
8 Byte b = 127;
9 add(++a);
10 add(b);
11 }
复制代码
3. 将上述代码反编译，得到如下字节码：

  public void add(java.lang.Byte);
      Code:
         0: aload_1
         1: astore_2
         2: aload_1
         3: invokevirtual #2                  // Method java/lang/Byte.byteValue:(
  )B
        6: iconst_1
        7: iadd
        8: i2b
        9: invokestatic  #3                  // Method java/lang/Byte.valueOf:(B)
 Ljava/lang/Byte;
       12: dup
       13: astore_1
       14: astore_3
       15: aload_2
       16: astore_1
       17: return

 public void test();
     Code:
        0: bipush        127
        2: invokestatic  #3                  // Method java/lang/Byte.valueOf:(B)
 Ljava/lang/Byte;
        5: astore_1
        6: bipush        127
       8: invokestatic  #3                  // Method java/lang/Byte.valueOf:(B)
 Ljava/lang/Byte;
      11: astore_2
      12: aload_0
       13: aload_1
       14: invokevirtual #2                  // Method java/lang/Byte.byteValue:(
 )B
       17: iconst_1
       18: iadd
       19: i2b
       20: invokestatic  #3                  // Method java/lang/Byte.valueOf:(B)
 Ljava/lang/Byte;
       23: dup
       24: astore_1
       25: invokevirtual #4                  // Method add:(Ljava/lang/Byte;)V
       28: aload_0
       29: aload_2
       30: invokevirtual #4                  // Method add:(Ljava/lang/Byte;)V
       33: return
 }

字节码很长，看着发怵，不用怕，我们将字节码分成两部分：add方法和test方法。
我们先来看add方法：

  add方法局部变量表
  下标：  0         1                2                    3
  标记： this   形参Byte b   Byte型临时变量tmp     Byte型临时变量tmp2
  值  ：          -128             -128                  -127
  public void add(java.lang.Byte);
      Code:
         0: aload_1          // 局部变量表中下标为1的引用型局部变量b进栈      
         1: astore_2         // 将栈顶数值赋值给局部变量表中下标为2的引用型局部变量tmp，栈顶数值出栈。
         2: aload_1           // 局部变量表中下标为1的引用型局部变量b进栈 
        3: invokevirtual #2 // 自动拆箱，访问栈顶元素b，调用实例方法b.byteValue获取b所指Byte
                            // 对象的value值-128，并压栈
        6: iconst_1           // int型常量值1进栈
        7: iadd               // 依次弹出栈顶两int型数值1(0000 0001)、-128(1000 0000)
                            //（byte类型自动转型为int类型）相加，并将结果-127(1000 0001)进栈
        8: i2b               // 栈顶int值-127(1000 0001)出栈，强转成byte值-127(1000 0001)，并且结果进栈
        9: invokestatic  #3 // 自动装箱：访问栈顶元素，作为函数实参传入静态方法Byte.valueOf(byte)，
                            // 返回value值为-127的Byte对象的地址，并压栈
       12: dup               // 复制栈顶数值，并且复制值进栈
      13: astore_1           // 将栈顶数值赋值给局部变量表中下标为1的引用型局部变量b，栈顶数值出栈。此时b为-127
      14: astore_3           // 将栈顶数值赋值给局部变量表中下标为3的引用型局部变量tmp2，栈顶数值出栈。此时tmp2为-127
       15: aload_2           // 局部变量表中下标为2的引用型局部变量tmp进栈，即-128入栈  
       16: astore_1         // 将栈顶数值赋值给局部变量表中下标为1的引用型局部变量b，栈顶数值出栈。此时b为-128
       17: return

总结一下上述过程，核心步骤为b = b++;分为三步：参考：http://blog.youkuaiyun.com/brooksychen/article/details/1624753

①把变量b的值取出来，放在一个临时变量里（我们先记作tmp）；

②把变量b的值进行自加操作；

③把临时变量tmp的值作为自增运算前b的值使用，在本题中就是给变量b赋值。

到此可得出结论，add方法只是个摆设，没有任何作用，不修改实参的值。

搞懂了add方法，我们接下来分析test方法：

这里需要说明两点：

（1）由于Byte类缓存了[-128,127]之间的Byte对象，故当传入的实参byte相同时，通过Byte.valueOf(byte)返回的对象是同一个对象，详见Byte源码。

（2）如果是实例方法（非static），那么局部变量表的第0位索引的Slot默认是用于传递方法所属对象实例的引用，在方法中通过this访问。详见：http://wangwengcn.iteye.com/blog/1622195

 test方法局部变量表
  下标：  0         1                2                    
  标记： this   形参Byte a   Byte型临时变量b 
  值  ：          -128             127        
  public void test();
     Code:
         0: bipush        127        // 将一个byte型常量值推送至操作数栈栈顶
         2: invokestatic  #3        // 自动装箱：访问栈顶元素，作为函数实参传入静态方法Byte.valueOf(byte)，
                                  // 返回value值为127的Byte对象的地址，并压栈
       5: astore_1                // 将栈顶数值赋值给局部变量表中下标为1的引用型局部变量a，栈顶数值出栈。此时a为127
        6: bipush        127        // 将一个byte型常量值推送至操作数栈栈顶
        8: invokestatic  #3        // 自动装箱：访问栈顶元素，作为函数实参传入静态方法Byte.valueOf(byte)，
                                 // 返回value值为127的Byte对象的地址，并压栈。这里需要说明一点，
                                 // 由于Byte类缓存了[-128,127]之间的Byte对象，故当传入的实参byte相同时，
                                 // 通过Byte.valueOf(byte)返回的对象是同一个对象，详见Byte源码。
       11: astore_2                // 将栈顶数值赋值给局部变量表中下标为2的引用型局部变量b，栈顶数值出栈。此时b为127
      12: aload_0                // 局部变量表中下标为0的引用型局部变量进栈，即this，加载this主要是为了下面通过this调用add方法。  
       13: aload_1                // 局部变量表中下标为1的引用型局部变量a进栈  
       14: invokevirtual #2      // 自动拆箱，访问栈顶元素a，调用实例方法a.byteValue获取a所指Byte
                                 // 对象的value值127，并压栈
       17: iconst_1                // int型常量值1进栈
       18: iadd                    // 依次弹出栈顶两int型数值1(0000 0001)、127(0111 1111)
                                 //（byte类型自动转型为int类型）相加，并将结果128(1000 0000)进栈
      19: i2b                    // 栈顶int值128(1000 0000)出栈，强转成byte值-128(1000 0000)，并且结果进栈
       20: invokestatic  #3      // 自动装箱：访问栈顶元素，作为函数实参传入静态方法Byte.valueOf(byte)，
                                 // 返回value值为-128的Byte对象的地址，并压栈
       23: dup                    // 复制栈顶数值，并且复制值进栈
       24: astore_1                // 将栈顶数值赋值给局部变量表中下标为1的引用型局部变量a，栈顶数值出栈。此时a为-128
       25: invokevirtual #4      // 调用实例方法add:(Byte)，传入的实参为栈顶元素，也即a的拷贝，前面已经分析过了，该调用不改变a的对象值
                                 // 该实例方法的调用需要访问栈中的两个参数，一个是实参，也即a的拷贝，一个是在第12步入栈的this。
      28: aload_0                // 局部变量表中下标为0的引用型局部变量进栈，即this，加载this主要是为了下面通过this调用add方法。
      29: aload_2                // 局部变量表中下标为2的引用型局部变量b进栈  
       30: invokevirtual #4      // 调用实例方法add:(Byte)，传入的实参为栈顶元素，也即b，前面已经分析过了，该调用不改变b的对象值
                                 // 该实例方法的调用需要访问栈中的两个参数，一个是实参，也即b，一个是在第28步入栈的this。
       33: return                // 函数执行到最后，b所指对象的值没有改变，仍为127。
 }

综合以上分析，原问题的输出为-128 127
小结：
通过以上分析，我们发现该题综合考察了Byte自动拆/装箱、Byte对象缓存、Java编译器对i=i++的特殊处理等等，相当有难度呀。

i=0;i=i++为什么等于0这个问题困扰了我好长的一段时间，结果前段时间还试图从虚拟机那个层面进行解释，但无论是线程还是方法调用都不能解释其现象，发现方向性错误，这只是一个语言的特性而已。在java lang spec中提到：
1、java运算符的优先级++符是大于=的。
2、The result of the postfix increment expression is not a variable, but a value.后＋＋符表达式的结果是个值而不是一个变量。
也就是说后＋＋符先将自己的值存储起来，然后对变量进行++;
再进行赋值操作，也就是将先存储起来的值赋给变量i,这样的操作就导致了i值被置为0了

对于C和C++来说不一样，在讲到m=i++操作时，C语言是先将i的值赋给了m,然后将i值++,这样i=i++的结果自然就是1了，c的实现中是不存在那个中间的值的存储的。

由于java和c不同的语言特性，导致了i=i++的不同之处，前面的笔记中已经提到，由于java lang spec中的一些细微规定，导致其运行结果的不同，我们可以用个例子来看i=i++在jvm中实际的运行过程。
源程序test.java：
public class test {
public test() {
}
public static void main(String[] args) {
int i=0;
i=i++;
}

}
我们用javap来看其实际的虚拟机指令集：
C:\JBuilderX\jdk1.4\bin>javap -c -classpath “d:/” test
Compiled from “test.java”
public class test extends java.lang.Object{
public test();
Code:
0: aload_0
1: invokespecial #1; //Method java/lang/Object.”“:()V
4: nop
5: return

public static void main(java.lang.String[]);
Code:
0: iconst_0 //常数0入栈
1: istore_1 //i赋值，常数值出栈
//至此完成i=0;
2: iload_1 //装载变量i，0入栈
//第2步是特殊的一步，这步将i值先行保存，以备赋值使用
3: iinc 1, 1 //变量值增加，栈内值不变
//至此完成i++
6: istore_1 //i赋值，0出栈。
//至此完成i=i++
7: nop //donothing
8: return

}

对比而言，对于i++而言，i=i++指令多了两步，2和6
其实这两步是赋值符号引起的，有意思的是第二步出现的时机，是在iinc之前，这就是因为java lang spec中规定的。