Inside i++

i++、++i、i=i+1、效率怎么样？看过一本书上说，i++比i=i+1好
的地方是因为i=i+1中的那个1要占用一个寄存器，所以速度没有
i++快，于是我想验证一下。另外，以前听说过Java中的“i=i++”
得不到正确结论，也就是应该是“先累加再赋值”，但Java经过这
种运算后，i值居然没有变化。所以在这里，想一并把这几个问题
在C中验证一下。

=====================测试的C源程序====================

#01: #include <stdio.h>
 #02:
 #03: main()
 #04: {
 #05:  int i=0, j=0;
 #06:  i=i++;
 #07:
 #08:  i=i+1;
 #09:  i++;
 #10:  ++i;
 #11:
 #12:  j=i+1;
 #13:  j=i++;
 #14:  j=++i;
 #15:
 #16:  printf("i=%d", i);
 #17: }

======================================================

下面是我在 VC++ 6.0 + SP5 / Window 2000环境下对上述源程序的反汇编：

5:        int i=0, j=0;
0040D698   mov         dword ptr [ebp-4],0
0040D69F   mov         dword ptr [ebp-8],0

6:        i=i++;
0040D6A6   mov         eax,dword ptr [ebp-4]
0040D6A9   mov         dword ptr [ebp-4],eax
0040D6AC   mov         ecx,dword ptr [ebp-4]
0040D6AF   add         ecx,1
0040D6B2   mov         dword ptr [ebp-4],ecx

8:        i=i+1;
0040D6B5   mov         edx,dword ptr [ebp-4]
0040D6B8   add         edx,1
0040D6BB   mov         dword ptr [ebp-4],edx

9:        i++;
0040D6BE   mov         eax,dword ptr [ebp-4]
0040D6C1   add         eax,1
0040D6C4   mov         dword ptr [ebp-4],eax

10:       ++i;
0040D6C7   mov         ecx,dword ptr [ebp-4]
0040D6CA   add         ecx,1
0040D6CD   mov         dword ptr [ebp-4],ecx

12:       j=i+1;
0040D6D0   mov         edx,dword ptr [ebp-4]
0040D6D3   add         edx,1
0040D6D6   mov         dword ptr [ebp-8],edx

13:       j=i++;
0040D6D9   mov         eax,dword ptr [ebp-4]
0040D6DC   mov         dword ptr [ebp-8],eax
0040D6DF   mov         ecx,dword ptr [ebp-4]
0040D6E2   add         ecx,1
0040D6E5   mov         dword ptr [ebp-4],ecx

14:       j=++i;
0040D6E8   mov         edx,dword ptr [ebp-4]
0040D6EB   add         edx,1
0040D6EE   mov         dword ptr [ebp-4],edx
0040D6F1   mov         eax,dword ptr [ebp-4]
0040D6F4   mov         dword ptr [ebp-8],eax

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下面是我在 SCO UNIX下用cc -g 对上述源程序编译后，用dbx打出的内存汇编代码：

( int i=0, j=0; )
0x0000015e (main:5)            mov       DWord Ptr [ebp-0x04],$0
0x00000165 (main:5)            mov       DWord Ptr [ebp-0x08],$0

( i=i++; )
0x0000016c (main:6)            mov       eax,DWord Ptr [ebp-0x04]
0x0000016f (main:6)            inc       DWord Ptr [ebp-0x04]
0x00000172 (main:6)            mov       DWord Ptr [ebp-0x04],eax

( i=i+1; )
0x00000175 (main:8)            inc       DWord Ptr [ebp-0x04]

( i++; )
0x00000178 (main:9)            inc       DWord Ptr [ebp-0x04]

( ++i; )
0x0000017b (main:10)           inc       DWord Ptr [ebp-0x04]

( j=i+1; )
0x0000017e (main:12)           mov       eax,DWord Ptr [ebp-0x04]
0x00000181 (main:12)           inc       eax
0x00000182 (main:12)           mov       DWord Ptr [ebp-0x08],eax

( j=i++; )
0x00000185 (main:13)           mov       eax,DWord Ptr [ebp-0x04]
0x00000188 (main:13)           inc       DWord Ptr [ebp-0x04]
0x0000018b (main:13)           mov       DWord Ptr [ebp-0x08],eax

( j=++i; )
0x0000018e (main:14)           inc       DWord Ptr [ebp-0x04]
0x00000191 (main:14)           mov       eax,DWord Ptr [ebp-0x04]
0x00000194 (main:14)           mov       DWord Ptr [ebp-0x08],eax

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1、从上述的汇编代码我们不难看出对于i=i+1; i++; ++i这三个指令的汇编
   指令无论是在VC下还是在SCO UNIX的cc下都是一样的（虽然这两个编译器
   对其汇编得到的指令不太一样，但是它们对这三条指令的汇编都是一样的，
   这里，我是关闭编译器优化的选项，也许现在的编译器自动对之优化了）

在VC下都是：
 0040D6B5   mov         edx,dword ptr [ebp-4]
 0040D6B8   add         edx,1
 0040D6BB   mov         dword ptr [ebp-4],edx

在cc下都是：
 0x0000017b (main:10)           inc       DWord Ptr [ebp-0x04]

2、对于复合指令 j=i+1; j=i++; 却有所不同，
   在VC下：j=i+1 是三条指令，而 j=i++ 却有五条指令，这也很合理。
   在SCO下： j=i+1 和 j=i++ 都是三条指令。（j=i++指令数比VC少）

3、对于i=i++，在VC下可以得到正确的结果 i=1;而在SCO下却是i=0; 这可以
   从其汇编看到。

VC对i=i++的汇编是：

0040D6A6   mov         eax,dword ptr [ebp-4] //取内存值i到eax
 0040D6A9   mov         dword ptr [ebp-4],eax //把eax值放到内存i中
 0040D6AC   mov         ecx,dword ptr [ebp-4] //取内存值i到ecx
 0040D6AF   add         ecx,1                 //寄存器ecx加1 
 0040D6B2   mov         dword ptr [ebp-4],ecx //把ecx值放到内存i中

SCO对i=i++的汇编是：
       
 //取内存i到寄存器eax中
 0x0000016c (main:6)            mov       eax,DWord Ptr [ebp-0x04]

//对内存i进行累加
 0x0000016f (main:6)            inc       DWord Ptr [ebp-0x04]
 
 //把寄存器eax的值放到内存i中
 0x00000172 (main:6)            mov       DWord Ptr [ebp-0x04],eax

可见，之所以SCO得不到正确的结果的原因了。我已为其加上了注释，相信各位是看得懂的。

【结论】：
    1、如果是单语句，无论是i=i+1; i++; ++i;其效率是完全一样的。
    2、之所以SCO下的i=i++得不到正确结果，是因为其编译器追求效率的结果。（Java亦如此）
    3、观察SCO下的汇编指令“inc DWord Ptr [ebp-0x04]”，难道可以直接操作内存吗？（拿不准）
    4、各个产商的编译器各有不同，所产生的语句的指令代码也有所不同，C++就更尤其如此啦。

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最后附上Java对i=i++的测试

源程序：

#1: class Test
 #2: {
 #3:  public static void main(String[] argv)
 #4:  {
 #5:  int i=0;
 #6:  i=i++;
 #7:  System.out.println("i="+i);
 #8: }
 #9: }

用javac -g Test.java 把其编译成 Test.class。
再用javap -c Test打出其虚拟机指令代码如下：

D:/>javap -c Test

Compiled from Test.java
class Test extends java.lang.Object {
    Test();
    public static void main(java.lang.String[]);
}

Method Test()
   0 aload_0
   1 invokespecial #1 <Method java.lang.Object()>
   4 return

Method void main(java.lang.String[])
   0 iconst_0
   1 istore_1
   2 iload_1
   3 iinc 1 1
   6 istore_1
   7 getstatic #2 <Field java.io.PrintStream out>
  10 new #3 <Class java.lang.StringBuffer>
  13 dup
  14 invokespecial #4 <Method java.lang.StringBuffer()>
  17 ldc #5 <String "i=">
  19 invokevirtual #6 <Method java.lang.StringBuffer append(java.lang.String)>
  22 iload_1
  23 invokevirtual #7 <Method java.lang.StringBuffer append(int)>
  26 invokevirtual #8 <Method java.lang.String toString()>
  29 invokevirtual #9 <Method void println(java.lang.String)>
  32 return

可见其中的：
   1 istore_1
   2 iload_1
   3 iinc 1 1
   6 istore_1
就是i=i++的虚拟机指令，想来一定和SCO的编译器有异曲同工之处。

【备注】
    这段程序的结果是i=0，我是在 j2se 1.4.0 下进行的测试。
    虽然说，这是一个BUG，但是有多少人又会写i=i++这种无聊的语句呢？
    不过却可以了解一下编译器（解释器）的工作方式。