Как работает оператор + в Java?

Я предоставляю код ниже с его скомпилированным классом.

public class PlusOperator {

public static void main(String[] args) {

    int a=10;
    int b=20;
    int c =a+b;

    String s1 = 1+3+"f";
    String s2 = "f"+1+2;
    String s3 = (1+3)+"f";
    String s4 = "f"+(1+3);

}
}

Скомпилированный класс с Java 1.6

  // Compiled from PlusOperator.java (version 1.6 : 50.0, super bit)
public class question.PlusOperator {

  // Method descriptor #6 ()V
  // Stack: 1, Locals: 1
  public PlusOperator();
    0  aload_0 [this]
    1  invokespecial java.lang.Object() [8]
    4  return
      Line numbers:
        [pc: 0, line: 3]
      Local variable table:
        [pc: 0, pc: 5] local: this index: 0 type: question.PlusOperator

  // Method descriptor #15 ([Ljava/lang/String;)V
  // Stack: 2, Locals: 8
  public static void main(java.lang.String[] args);
     0  bipush 10
     2  istore_1 [a]
     3  bipush 20
     5  istore_2 [b]
     6  iload_1 [a]
     7  iload_2 [b]
     8  iadd
     9  istore_3 [c]
    10  ldc <String "4f"> [16]
    12  astore 4 [s1]
    14  ldc <String "f12"> [18]
    16  astore 5 [s2]
    18  ldc <String "4f"> [16]
    20  astore 6 [s3]
    22  ldc <String "f4"> [20]
    24  astore 7 [s4]
    26  return
      Line numbers:
        [pc: 0, line: 7]
        [pc: 3, line: 8]
        [pc: 6, line: 9]
        [pc: 10, line: 11]
        [pc: 14, line: 12]
        [pc: 18, line: 13]
        [pc: 22, line: 14]
        [pc: 26, line: 16]
      Local variable table:
        [pc: 0, pc: 27] local: args index: 0 type: java.lang.String[]
        [pc: 3, pc: 27] local: a index: 1 type: int
        [pc: 6, pc: 27] local: b index: 2 type: int
        [pc: 10, pc: 27] local: c index: 3 type: int
        [pc: 14, pc: 27] local: s1 index: 4 type: java.lang.String
        [pc: 18, pc: 27] local: s2 index: 5 type: java.lang.String
        [pc: 22, pc: 27] local: s3 index: 6 type: java.lang.String
        [pc: 26, pc: 27] local: s4 index: 7 type: java.lang.String
}

Мои вопросы:

Как работает оператор + с String и int?
Если вы видите скомпилированный код, тогда String "+" оценивается во время компиляции с помощью int, но в случае "+" только с int выполняется во время выполнения. Почему?

Ответ 1

a и b являются переменными - их значения известны только во время выполнения ¹. Однако 1, f и 3 являются константами, поэтому компилятор достаточно умен, чтобы вычислить результат и включить его в байт-код. Поэтому выражения типа 3 + f автоматически скомпилируются в константу 3f.

Это не имеет ничего общего с операндами типа int или String. Попробуйте сделать то же самое с String s:

String str = a + b;

и вы увидите вызов StringBuilder#append(String) в скомпилированном коде.

¹ Исключением является объявление переменных final, поэтому в следующем коде:

final int a=10;
final int b=20;
int c = a + b;

c прямо присваивается значение 30 в байтекоде:

bipush 10
istore_1
bipush 20
istore_2
bipush 30
istore_3

Ответ 2

Вы попадаете в семантику работы компилятора. Он анализирует ваш код, а затем, если его можно преобразовать в байт-код. Если оператор "+" используется в строке, он действует одним способом, если используется в двоичном выражении, тогда он действует другим. Оператор перегружен.

Оператор "+" перегружен.
Это оптимизация кода, выполняемая в компиляторе.