java 编译器会用常量优化对 Math.exp 的调用吗？

Question

如果我正在实现一个包含 1-Math.exp(-50) 的公式并希望结果具有高性能，我应该预先计算该常量并将其保存在 static final double 中，或者 Java 编译器是否足够聪明，可以意识到结果是常量并预先计算它，就像使用1-50/7 这样更简单的东西一样？

Answer 1

Java 编译器是否足够聪明，能够意识到结果是一个常量

根据constant expressions 上的 Java 语言规范章节，没有。表达式1-Math.exp(-50) 不会在编译时计算。

如果您有合理的理由相信它会导致性能损失，请预先计算它。 （我怀疑您是否将结果存储在 static 字段中一次并重用它。）

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规则：

常量表达式是表示原始值的表达式 类型或不突然完成的字符串，并使用 只有以下：

• 原始类型的文字和字符串类型的文字（第 3.10.1 节， §3.10.2、§3.10.3、§3.10.4、§3.10.5)

• 转换为基本类型和转换为字符串类型（第 15.16 节）

• 一元运算符 +、-、~ 和 ! （但不是 ++ 或 --）（§15.15.3， §15.15.4、§15.15.5、§15.15.6)

• 乘法运算符 *、/ 和 %（第 15.17 节）

• 加法运算符 + 和 - (§15.18)

• 移位运算符 > 和 >>>（第 15.19 节）

• 关系运算符 和 >=（但不是 instanceof） (§15.20)

• 等式运算符 == 和 !=（第 15.21 节）

• 按位和逻辑运算符 &、^ 和 | (§15.22)

• 条件与运算符 && 和条件或运算符 || (§15.23, §15.24)

• 三元条件运算符？ : (§15.25)

• 带括号的表达式（第 15.8.5 节），其包含的表达式是 常量表达式。

• 引用常量变量 (§4.12.4) 的简单名称 (§6.5.6.1)。

• TypeName 形式的限定名称 (§6.5.6.2)。标识符 参考常量变量（第 4.12.4 节）。

Answer 2

javac编译器不会预先计算值（去掉不相关的代码）：

$ javap -v Main.class

  public static void main(java.lang.String[]) throws java.lang.Exception;
    descriptor: ([Ljava/lang/String;)V
    flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
    Code:
      stack=4, locals=3, args_size=1
         0: dconst_1
         1: ldc2_w        #2                  // double -50.0d
         4: invokestatic  #4                  // Method java/lang/Math.exp:(D)D
         7: dsub
         8: dstore_1
         9: getstatic     #5                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
        12: dload_1
        13: invokevirtual #6                  // Method java/io/PrintStream.println:(D)V
        16: return
}
SourceFile: "Main.java"

原文出处：

public final class Main {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        final double v = 1 - Math.exp(-50);
        System.out.println(v);
    }
}