缩小基元转换期间的 Java 编译器行为

Question

K.Sierra 和 B.Bates 在他们的书《SCJP 学习指南》中写道

“以下内容是合法的

byte b = 27;

，但只是因为编译器自动将文字值缩小为字节。换句话说，编译器进行了强制转换。前面的代码与以下代码相同：

byte b = (byte) 27;

”

我认为这个解释是不正确的。 这两行代码相同吗？

事实上

byte b = 27;

只是一个常数。常量的编译时缩小是此代码有效的唯一原因。所以不需要演员阵容。当缩小范围时，编译器只是检查指定的值是否适合变量的类型。 规范说：

如果变量的类型是 byte、short 或 char，并且常量表达式的值可以用变量的类型表示，则可以使用缩小原语转换。

第二种情况

byte b = (byte) 27;

转换确实在运行时发生，并且原始值是根据特定规则计算的。编译器不关心基本类型的兼容性。例如

byte b = 5.0; // compile error
byte b = 277777777; // compile error
byte b = (byte) 5.0; // valid!
byte b = (byte) 277777777; // valid!!

这让我觉得加宽/缩小转换和转换是根本不同的。但在各种来源中，它们经常互换使用。这是正确的吗？在隐式缩小转换的情况下，转换是否会在幕后进行？

任何人都可以解释编译器在上述书中描述的情况下的真实行为吗？

Answer 1

测试起来很容易。将以下内容放入 Temp.java 中：

class Temp {
  public static void main(String[] argv) {
    byte b = 27;
    System.out.println(b);
  }
}

现在用你最喜欢的编译器编译它：

$ javac Temp.java

现在用 javap 转储字节码：

 $ javap -c Temp.class
 Compiled from "Temp.java"
  class Temp {
    Temp();                                                                                                                             
      Code:
         0: aload_0
         1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
         4: return

    public static void main(java.lang.String[]);                                                                                        
      Code:
         0: bipush        27
         2: istore_1
         3: getstatic     #2                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;                                       
         6: iload_1
         7: invokevirtual #3                  // Method java/io/PrintStream.println:(I)V
        10: return
  }

现在将

27

替换为

(byte)27

并再次运行。你会发现没有什么区别。事实上，两个类文件将具有相同的 md5sum。

字节码中没有运行时转换，因为编译器发现不需要它，并将其优化掉。

我相信你是正确的，byte b = 27

行与

byte b = (byte) 27

行不同，但它们在

语义上相同，因为所有标准编译器都足够聪明，可以将行优化为单个字节码。

Answer 2

在开始之前，需要注意的是，在 Java 中，所有纯数字文字都是

int

 值。

关于允许的未转换常量的关键短语是

可以用变量的类型表示。这仅仅意味着常量“在变量类型的范围内”，所以：

对于
• byte

   -128 至 127

对于
• short

   -32768 至 32767

对于
• char

   0 到 65535

如果转换为变量类型，“在范围内”的值不会“丢失信息”。这解释了为什么允许范围内的常数。

对于超出范围的值，需要显式转换，因为如果执行转换，信息将会丢失。当完成缩小转换时，变量类型范围之外的位将被简单地屏蔽掉 - 这就是在这些情况下“丢失信息”的含义。

常量的赋值就像这样：

byte b = nnn & 0xFF; 如果 nnn 在范围内，则掩码不会更改值，因此不会丢失任何内容，因此没有问题 - 编译正常。

如果 nnn 超出范围，信息将会丢失，因此需要显式转换来确认丢失。

如果您还记得所有整数文字都是 int，那么这些规则实际上与将 int 分配给较窄变量类型的规则没有什么不同，除非编译器知道该值将“适合”时不允许进行强制转换，