Dlaczego tablica [idx ++] + = „a” zwiększa idx raz w Javie 8, ale dwukrotnie w Javie 9 i 10?

Dla wyzwania inny golfista napisał następujący kod :

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);
    }
  }
}

Podczas uruchamiania tego kodu w Javie 8 otrzymujemy następujący wynik:

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 

Podczas uruchamiania tego kodu w Javie 10 otrzymujemy następujący wynik:

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 

Numeracja jest całkowicie wyłączona w Javie 10. Więc co się tutaj dzieje? Czy to błąd w Javie 10?

Działania następcze po komentarzach:

• Problem pojawia się po skompilowaniu w Javie 9 lub nowszej (znaleźliśmy go w Javie 10). Kompilowanie tego kodu w Javie 8, a następnie uruchomienie w Javie 9 lub dowolnej późniejszej wersji, w tym wczesnego dostępu do Java 11, daje oczekiwany rezultat.
• Ten rodzaj kodu jest niestandardowy, ale jest zgodny ze specyfikacją. Został znaleziony przez Kevina Cruijssena w dyskusji podczas gry w golfa , stąd napotkano dziwny przypadek użycia.

• Didier L odkrył, że problem można odtworzyć za pomocą znacznie mniejszego i bardziej zrozumiałego kodu:

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

  Wynik podczas kompilacji w Javie 8:

  evaluated

  Wynik podczas kompilacji w Javie 9 i 10:

  evaluated
  evaluated
  

• Problem wydaje się być ograniczony do łączenie łańcucha i operatora przypisania ( +=) z ekspresją z efektami boczne (S), a po lewej argumentu, jak w array[test()]+="a", array[ix++]+="a", test()[index]+="a"lub test().field+="a". Aby włączyć konkatenację łańcuchów, przynajmniej jedna ze stron musi mieć typ String. Próba odtworzenia tego na innych typach lub konstrukcjach nie powiodła się.

Jest to błąd javacrozpoczynający się od JDK 9 (który wprowadził pewne zmiany w odniesieniu do łączenia łańcuchów, co, jak podejrzewam, jest częścią problemu), co potwierdził javaczespół pod identyfikatorem błędu JDK-8204322 . Jeśli spojrzysz na odpowiedni kod bajtowy dla linii:

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

To jest:

  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

Gdzie ostatni aaloadto rzeczywiste obciążenie z tablicy. Jednak część

  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

Co odpowiada mniej więcej wyrażeniu array[i++%size](pomniejszonemu o rzeczywiste ładowanie i przechowywanie), jest tam dwa razy. Jest to niepoprawne, jak podaje specyfikacja w jls-15.26.2 :

Wyrażenie przypisania złożonego formularza E1 op= E2jest równoważne E1 = (T) ((E1) op (E2)), gdzie Tjest typem E1, z tym że E1jest oceniane tylko raz.

Tak więc dla wyrażenia array[i++%size] += i + " ";część array[i++%size]należy ocenić tylko raz. Ale jest oceniany dwukrotnie (raz dla obciążenia i raz dla sklepu).

Tak, to jest błąd.

Niektóre aktualizacje:

Błąd został naprawiony w JDK 11 i będzie dostępny port powrotny do JDK 10 (ale nie JDK 9, ponieważ nie otrzymuje już publicznych aktualizacji ).

Aleksey Shipilev wspomina na stronie JBS (i @DidierL w komentarzach tutaj):

Obejście: skompiluj z -XDstringConcat=inline

Spowoduje to powrót do używania StringBuilderdo wykonania konkatenacji i nie zawiera błędu.