有效的最终与最终 - 不同的行为

java language-lawyer final jls effectively-final

2022-08-31 10:09:53

到目前为止，我认为有效的最终和最终或多或少是等效的，并且JLS将在实际行为中处理它们，如果不是完全相同的话。然后我发现了这个人为的场景：

final int a = 97;
System.out.println(true ? a : 'c'); // outputs a

// versus

int a = 97;
System.out.println(true ? a : 'c'); // outputs 97

显然，JLS在这里对两者产生了重要的区别，我不知道为什么。

我阅读其他线程，如

但他们没有详细说明。毕竟，在更广泛的层面上，它们似乎几乎是等同的。但深入挖掘，它们显然是不同的。

是什么导致了这种行为，任何人都可以提供一些JLS定义来解释这一点吗？

编辑：我发现了另一个相关场景：

final String a = "a";
System.out.println(a + "b" == "ab"); // outputs true

// versus

String a = "a";
System.out.println(a + "b" == "ab"); // outputs false

因此，字符串实习在这里的行为也有所不同（我不想在实际代码中使用此片段，只是对不同的行为感到好奇）。

答案 1

首先，我们只讨论局部变量。实际上，最终结果不适用于字段。这很重要，因为字段的语义非常不同，并且受到大量编译器优化和内存模型承诺的影响，请参阅最终字段语义的$17.5.1。final

在表面层面上和局部变量确实是相同的。但是，JLS在两者之间做了明确的区分，这在这样的特殊情况下实际上具有广泛的影响。finaleffectively final

前提

来自 JLS§4.12.4 关于变量：final

常量变量是使用常量表达式 （§15.29）初始化的基元类型或 String 类型的变量。变量是否为常量变量可能会对类初始化（§12.4.1）、二进制兼容性（§13.1）、可访问性（§14.22）和确定赋值（§16.1.1）产生影响。final

由于是基元的，所以变量就是这样一个常量变量。inta

此外，从同一章关于：effectively final

某些未声明为最终状态的变量将被视为有效的最终变量：...

因此，从措辞的方式来看，很明显，在另一个例子中，不被认为是一个常数变量，因为它不是最终的，而只是有效的最终变量。a

行为

现在我们已经有了区别，让我们来看看发生了什么以及为什么输出是不同的。

您在此处使用的是条件运算符，因此我们必须检查其定义。根据 JLS§15.25：? :

有三种条件表达式，根据第二和第三操作数表达式进行分类：布尔条件表达式、数值条件表达式和引用条件表达式。

在本例中，我们谈论的是 JLS§15.25.2 中的数字条件表达式：

数值条件表达式的类型确定如下：

这是两个案例被不同分类的部分。

有效最终

与此规则匹配的版本：effectively final

否则，常规数值提升 （§5.6）将应用于第二和第三操作数，条件表达式的类型是第二和第三操作数的升级类型。

这与您执行的行为相同，即，这会导致。参见 JLS§5.65 + 'd'int + charint

数值升级确定数值上下文中所有表达式的升级类型。选择升级类型，以便可以将每个表达式转换为升级类型，并且在算术运算的情况下，为升级类型的值定义运算。数值上下文中表达式的顺序对于数值提升并不重要。规则如下：

[...]

接下来，根据以下规则，将加宽基元转换 （§5.1.2）和缩小基元转换 （§5.1.3）应用于某些表达式：

在数值选择上下文中，以下规则适用：

如果任何表达式属于类型且不是常量表达式 （§15.29），则提升的类型为，而其他不属于类型的表达式将进行加宽基元转换为 。intintintint

因此，一切都被提升到已经的样子。这解释了的输出。intaint97

最后

包含该变量的版本与此规则匹配：final

如果其中一个操作数的类型为，、或，而另一个操作数是其值可在类型中表示的常量表达式 （§15.29），则条件表达式的类型为。TTbyteshortcharintTT

最后一个变量是类型和常量表达式（因为它是）。它可以表示为，因此结果是类型。输出到此结束。aintfinalcharchara

字符串示例

字符串相等的示例基于相同的核心差异，变量被视为常量表达式/变量，而不是常量表达式/变量。finaleffectively final

在Java中，字符串暂存基于常量表达式，因此

"a" + "b" + "c" == "abc"

也是（不要在实际代码中使用此构造）。true

参见 JLS§3.10.5：

此外，字符串文本始终引用类 String 的同一实例。这是因为字符串文本（或者更一般地说，作为常量表达式值的字符串（§15.29））被“暂存”，以便使用该方法（§12.5）共享唯一实例。String.intern

很容易被忽视，因为它主要谈论文字，但它实际上也适用于常量表达式。

答案 2

另一个方面是，如果变量在方法主体中被声明为 final，则它的行为与作为参数传递的最终变量不同。

public void testFinalParameters(final String a, final String b) {
  System.out.println(a + b == "ab");
}

...
testFinalParameters("a", "b"); // Prints false

而

public void testFinalVariable() {
   final String a = "a";
   final String b = "b";
   System.out.println(a + b == "ab");  // Prints true
}

...
testFinalVariable();

发生这种情况是因为编译器知道使用变量将始终具有值，因此并且可以毫无问题地互换。不同地，如果未定义或已定义，但其值是在运行时分配的（如上面的示例中，final 是参数），则编译器在使用之前什么都不知道。因此，串联在运行时发生，并生成一个新字符串，而不是使用实习生池。final String a = "a"a"a"a"a"afinalfinala

基本上，行为是：如果编译器知道变量是常量，则可以像使用常量一样使用它。

如果变量不是最终定义的（或者它是最终的，但其值是在运行时定义的），则如果变量的值等于常量并且其值永远不会更改，则编译器没有理由将其作为常量处理。