JLS中f1() + f2()*f3()表达式的执行顺序和运算符优先级

Question

给定具有 3 个方法调用的表达式f1() + f2()*f3() ，java 首先评估加法运算（的操作数）：

int result = f1() + f2()*f3();

f1 working
f2 working
f3 working

我（错误地）期望首先调用f2() ，然后是f3() ，最后是f1() 。 因为乘法应在加法之前进行评估。

所以，我不明白这里的JLS - 我错过了什么？

15.7.3. 评估尊重括号和优先级

Java 编程语言遵循括号显式指示和运算符优先级隐式指示的求值顺序。

在这个例子中，运算符优先级是如何被尊重的？

JLS 在15.7.5 中提到了一些例外情况。 其他表达式的求值顺序（方法调用表达式（第 15.12.4 节），方法引用表达式（第 15.13.3 节）），但我不能将任何这些例外应用于我的示例。

我知道 JLS 保证二元运算的操作数是从左到右计算的。 但是在我的示例中，为了理解方法调用顺序，有必要先了解哪个操作（以及它的两个操作数）首先被考虑。 我错在这里 - 为什么？

更多例子：

int result = f1() + f2()*f3() + f4() + f5()*f6() + (f7()+f8());

自豪地生产：

f1 working
f2 working
f3 working
f4 working
f5 working
f6 working
f7 working
f8 working

这是 100% 从左到右，完全不考虑运算符的优先级。

int result = f1() + f2() + f3()*f4();

产生：

f1 working
f2 working
f3 working
f4 working

这里编译器有两个选项：

1. f1()+f2() - 先加法
2. f3()*f4() - 先乘法

但是“评估从左到右的规则”在这里很有用！

此链接意味着在此类示例中，方法调用始终从左到右进行评估，而不管任何括号和关联规则。

Answer 1

你错过了15.7下的文字：

Java编程语言保证运算符的操作数似乎以特定的评估顺序进行评估 ，即从左到右。

在表达式本身之前计算表达式的操作数的值 。 在您的特定情况下，最外层的表达式是f1() + [f2() * f3()] 。 我们必须首先评估f1() ，然后我们必须评估f2() * f3() 。 在其中，首先计算f2() ，然后计算f3() ，然后计算乘法（返回+的操作数的值）。

Answer 2

JLS§15.17.2。 操作前评估操作数：

Java编程语言保证操作的每一个操作数（除有条件的经营者&& ， ||和? : ）出现的任何部分前应充分评估
操作本身已执行。

因此，首先评估f1() ， f2()和f3() （从左到右）。 然后，应用运算符优先级。

毕竟，你可以在字节码中观察执行顺序，在我的例子中是：

[...]
INVOKESTATIC Main.f1 ()I
INVOKESTATIC Main.f2 ()I
INVOKESTATIC Main.f3 ()I
IMUL
IADD

以下是表达式树的外观：

   +
  / \
 /   \
f1    *
     / \
    /   \
   f2   f3

首先评估叶子，并在树本身中编码运算符优先级。

Answer 3

因为乘法应在加法之前进行评估。

正如您所说的那样，这不是对乘法优先于加法的优先级的合理描述，也不是对第15.7.3节的影响的合理描述。 优先说你的表达

 f1() + f2()*f3() 

评价与评价相同

f1() + (f2() * f3())

，与之相反

(f1() + f2()) * f3()

无论操作数的性质如何，优先级都不会首先评估+运算符的哪个操作数。 它反而代表每个操作数是什么。 这确实会影响评估顺序，因为它遵循优先规则，必须在添加结果之前计算原始表达式中乘法的结果，但这并不直接说明两个因子的值何时出现的问题相对于彼此或其他子表达式进行评估。

与您引用的规则不同的规则负责评估+或*运算符的两个操作数的顺序 - 始终是左操作数第一个，右操作数第二个。

在这个例子中，如何确切地遵守运算符优先级？

示例的输出不会传达有关是否正确理解优先级的信息。 对于上述两个带括号的替代方案，将观察到相同的输出，并且优先级是关于这两个中的哪一个等同于原始表达式。

在操作顺序意义上，优先级（仅）表示加法的右侧操作数是f2()*f3() ，这意味着必须在总和之前计算产品。 JLS 15.7.3并没有说任何更多或不同的内容。 该子表达式是乘法，与其相对于加法运算的另一个操作数的评估顺序无关。

我知道JLS保证从左到右评估二进制操作的操作数 。 但是在我的例子中，为了理解方法调用序列，有必要首先考虑哪个操作（及其操作数分别为！）。 我在这里错了 - 为什么？

是的，你错了，JLS尽管如此，你的例子提供了非常好的证据。

问题似乎是“和它的两个操作数分别”位。 您的想法似乎大致是Java应该通过表达式查找，找到所有乘法运算并完全评估它们，包括它们的操作数，然后才返回并对添加操作执行相同操作。 但这并不需要观察优先级，并且它与添加操作的从左到右的评估顺序不一致，并且它会使Java代码更难以编写或读取。

让我们考虑你的更长的例子：

 int result = f1() + f2()*f3() + f4() + f5()*f6() + (f7()+f8()); 

评估进行如下：

• 首先计算f1() ，因为它是第一个操作的左操作数，并且必须从左到右计算操作的操作数
• 接下来计算f2() ，因为它是加法的右操作数的一部分（轮到它被评估），特别是乘法的左操作数
• 接下来计算f3() ，因为它正在计算它所属的乘法子表达式，并且它是该乘法的右操作数。 优先这里建立，实际上它是被评估的产品会影响操作的顺序 。 如果不是这样，那么在计算f3()之前，此时f2()的结果将被添加到f1()的结果中。
• f2()和f3()的乘积是根据乘法相加的优先级计算的。
• 计算（先前评估的） f1()和f2()*f3()的总和。 出现这种情况是从优先级的组合*超过+已经讨论过，和左到右关联+ ，其中规定和为下一个加法运算的左操作数，因此，必须操作符右手之前评估。
• f4() ，因为它是在该点评估的加法运算的右操作数。
• 计算第二个总和。 这又是因为+的左右关联性，以及下一个加法运算的从左到右的评价顺序。
• f5()然后f6()然后评估他们的产品。 这完全类似于f2()*f3() ，因此是运算符优先级的另一个练习。
• f5()*f6() ，作为加法运算的右手操作数，被添加到左侧操作数。 这再次类似于先前的步骤。
• f7()被评估。
• 由于括号 ，接下来计算f8() ，然后将其与先前确定的评估f7()结果相加，然后将该结果添加到前面的结果中以完成计算。 如果没有括号，顺序会有所不同： f7()的结果将被添加到前面的结果中，然后计算f8() ，然后添加结果。

Answer 4

我认为最有用的提示是在本次讨论中找到的

JLS并不是那么清楚 - 关于评估的第15.7节只谈到单个操作的操作数，留下不清楚的真实复杂案例与许多操作相结合。

Answer 5

我真的没有看到这里的问题。 方法调用在从左到右遇到时进行评估。 这与运算符优先级无关。

鉴于以下内容：

   int v = f1() + f2() * f3();
   System.out.println(v);


   public int f1() {
      System.out.println("f1()");
      return 1;
   }

   public int f2() {
      System.out.println("f2()");
      return 2;
   }

   public int f3() {
      System.out.println("f3()");
      return 3;
   }
}

打印出来

F1（）
F2（）
F3（）
7

这正是我所期待的。