a += a *= a; 为什么在C++和Java算出了不同结果？

你提出的 C++ 和 Java 在 `a += a = a;` 这行代码上产生不同结果，这确实是一个非常有趣的语言特性差异点。根本原因在于它们对表达式求值顺序的规定，或者说，在多重修改同一个变量的情况下，它们的“规矩”不一样。

我们先把这行代码拆解一下，看看里面到底包含了多少操作：

1. `a = a`：这是 `a = a a` 的简写。它会计算 `a` 当前的值乘以它本身，然后将结果赋值回 `a`。
2. `a += ...`：这是 `a = a + ...` 的简写。它会计算 `a` 当前的值加上右侧表达式的结果，然后将最终结果赋值回 `a`。

问题的关键在于，当 `a` 被连续修改时，编译器（或者说语言规范）如何决定什么时候去读取 `a` 的“旧值”来参与计算。

C++ 的情况：

在 C++ 中，对于像 `a += a = a;` 这样的表达式，其中同一个对象（这里的 `a`）被修改了不止一次，并且这些修改之间没有明确的序列点来保证求值的顺序，那么这个表达式的结果是未定义的。

“未定义”（Undefined Behavior, UB）在 C++ 中是一个非常重要的概念。这意味着 C++ 标准并没有规定在这种情况下程序应该做什么。编译器可以自由地选择任何一种行为，包括：

按照你想象的那样，先计算 `a = a`，然后用计算后的 `a` 值再做加法。
或者，可能先读取 `a` 的一个值，用它来计算 `a = a`，然后用同一个读取的值再去做加法，最后再进行赋值。
甚至可能导致程序崩溃、产生奇怪的输出，或者在某个环境下运行正常，换个环境就不正常了。

为什么 C++ 会这样设计？ C++ 追求极致的性能和灵活性。它允许编译器对代码进行大量的优化。如果它强制规定一个非常严格的求值顺序，可能会限制编译器的优化能力。所以，它将这类“模棱两可”的情况交给了开发者，要求开发者确保表达式的求值是明确的，或者接受未定义的后果。

当你看到 C++ 算出了一个“不同”的结果，很可能你的编译器在那个特定的平台上，以某种特定的优化方式，碰巧选择了某种求值顺序，而这个顺序可能和你凭直觉猜测的不一样。比如，一个常见的（但不保证的）解释是：

假设 `a` 的初始值为 `2`。
C++ 可能（但不一定）会这样解释：
1. 首先，`a = a` 这个子表达式需要被计算。为了计算它，需要读取 `a` 的当前值，也就是 `2`。
2. 然后，计算 `2 2 = 4`。
3. 接下来，`a += ...` 需要被计算。它需要读取 `a` 的当前值，此时 `a` 可能已经被更新成了 `4`，或者仍然是旧值 `2`。
如果读取的是 `2`： 那么 `a += 4` 变成了 `a = a + 4`，即 `a = 2 + 4 = 6`。
如果读取的是 `4`： 那么 `a += 4` 变成了 `a = a + 4`，即 `a = 4 + 4 = 8`。

所以，在 C++ 中，你看到的“结果”其实是编译器在你运行代码时，对一个本就未定义的表达式所做出的“一次性”解释。

Java 的情况：

Java 在表达式求值顺序上，就比 C++ 规定得“死”多了，也“安全”多了（虽然牺牲了一点编译器的优化空间）。

Java 语言规范明确规定了这类复合赋值表达式的求值顺序：

1. 首先，右侧的子表达式 (`a = a`) 会被完整地计算出来。 在计算 `a = a` 的过程中，会读取 `a` 的当前值。
2. 然后，将这个计算结果作为加数，与 `a` 的当前值相加。
3. 最后，将相加的结果赋值回 `a`。

重要的是，Java 规范确保了在整个 `a += a = a;` 这个复合赋值表达式的执行过程中，`a` 的值在读取以参与计算（无论是 `a a` 还是 `a + (a a)` 的结果）与最终写入之间，其读操作和写操作是如何进行的。

具体到 `a += a = a;`，Java 的处理方式是：

假设 `a` 的初始值为 `2`。
Java 会严格按照以下步骤执行：
1. 计算 `a = a`：
读取 `a` 的当前值：`2`。
计算 `2 2`：得到 `4`。
将 `4` 赋值给 `a`。此时 `a` 的值变成 `4`。
2. 计算 `a += ...`：
“右侧”的 `...` 已经通过 `a = a` 完成，其结果是 `4`。
读取 `a` 的当前值：此时 `a` 的值是 `4`（因为上一步已经赋值）。
计算 `a + 4`，也就是 `4 + 4`：得到 `8`。
将 `8` 赋值给 `a`。此时 `a` 的值变成 `8`。

所以，在 Java 中，`a += a = a;` 总是会产生一个可预测的结果，并且这个结果是基于 `a` 在不同子表达式计算过程中被更新的值。

总结差异：

C++： 允许更大的优化自由度，但对于这种连续修改同一变量且无明确序列点的表达式，结果是未定义的。你看到的特定结果只是编译器在你运行代码时的“一次性”解释。
Java： 规定了明确的表达式求值顺序，特别是对于复合赋值。它总是先计算右侧的子表达式（包括其中的赋值），然后再用计算结果和当前变量值进行最终的复合赋值。这使得 Java 在这种情况下行为是确定的。

因此，当你观察到 C++ 和 Java 给出不同结果时，并不是说 C++ “错了”或者 Java “对了”，而是它们遵循了不同的语言设计哲学和规范。C++ 给了开发者更多底层控制权和优化潜力，但也带来了“未定义行为”的风险；Java 则在保证代码可预测性和安全性方面做得更彻底。

网友意见

C和JAVA在运算符优先级上有不同吗？ - SuperSodaSea 的回答 - 知乎

简单地说，在Java中对于复合赋值操作符会先对左侧操作数进行求值，随后对右侧操作数进行求值，最后将两个值进行运算并赋值给左侧操作数。（

JLS8 15.7.1 左侧操作数首先求值

）

也就是说在 a += a *= a; 中，会先从左到右求出三个 a 的值（均为12），然后将后两个值相乘得到144，并赋值给 a，最后将第一个值（注意这里用的不是144而是最开始得到的12）和144相加得到156，并赋值给 a。最终 a = 156。

对于C++来说，在C++17之前，这是未定义行为。而在C++17中对于这种表达式的计算顺序是有规定的。在C++17中，复合赋值操作符右侧的操作数的计算及副作用保证在左侧的操作数之前完成，也就是说先进行 a *= a，将 a 赋值为144，然后再计算最左侧的 a（144）并与刚才得到的144相加得到288并赋值给 a ，最终 a = 288。

这跟编译器的解释规则相关，一般来说赋值从右往左。我个人觉得哈，这个问题真的没什么意义。没有人会在实际中写这种完全没有可读性的垃圾代码。

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