scala - Scala 是如何在幕后实现加法运算符的？

Question

在Scala中，+操作符实际上是由对象实现的一个名为+的方法。对于 Int，来自 Int.scala :

/** Returns the sum of this value and `x`. */
def +(x: Int): Int

并且可以使用 infix notation 调用没有副作用的 1 元方法。 :

// this
caller method callee
// and this
caller.method(callee)
// are identical, so
1 + 2
// is actually
(1).+(2)

但我无法在 Int.scala 上找到该语言实际上如何在 + 方法中执行整数加法。

它是怎么做到的？

Answer 1

编译器魔法。编译器在 JVM 上转换为固有的“iadd”指令。

class Test {

  def first(x: Int, y: Int) = x + y

  def second(x: Int, y: Int) = (x).+(y)
}

在任何一种情况下，都可以准确地编译成您希望的结果

$ javap -c Test.class
Compiled from "Test.scala"
public class Test {
  public int first(int, int);
    Code:
       0: iload_1
       1: iload_2
       2: iadd
       3: ireturn

  public int second(int, int);
    Code:
       0: iload_1
       1: iload_2
       2: iadd
       3: ireturn

 public Test();
    Code:
       0: aload_0
       1: invokespecial #20                 // Method java/lang/Object."<init>":()V
       4: return
}

其他 JVM 原始操作也会发生类似的事情

如果你在自己的类上实现“+”，它只是被分派(dispatch)到一个普通的方法调用中

class Test2 {
  def +(t2: Test2) = "whatever"

  def test = this + this
}

成为

$ javap -c Test2.class
Compiled from "Test2.scala"
public class Test2 {
  public java.lang.String $plus(Test2);
    Code:
       0: ldc           #12                 // String whatever
       2: areturn

  public java.lang.String test();
    Code:
       0: aload_0
       1: aload_0
       2: invokevirtual #19                 // Method $plus:(LTest2;)Ljava/lang/String;
       5: areturn

  public Test2();
    Code:
       0: aload_0
       1: invokespecial #23                 // Method java/lang/Object."<init>":()V
       4: return
}

请注意该方法名为“$plus”。这是因为就 JVM 而言，“+”不是有效的方法名称。其他不是有效 JVM 名称的符号具有类似的翻译。

在所有这些情况下，scalac 使用静态类型来确定是发出方法调用还是 JVM 原语。

实际判定在https://github.com/scala/scala/blob/2.11.x/src/compiler/scala/tools/nsc/backend/icode/GenICode.scala ，一个在编译器链中很晚发生的阶段。大多数情况下，无论 x 的类型如何，所有先前阶段都将 x + y 视为方法调用。