C#中针对const byte字段的位取反

Question

我发现，如果我有一个类型为“byte”的字段或变量，我可以对其应用位非（~）并将其转换为byte。但是，如果该字段是“const byte”，我仍然可以应用位非（~），但我不能将其转换为byte。例如，

此代码可以编译：

class Program
{
    byte b = 7;
    void Method()
    {
        byte bb = (byte) ~b;
    }
}

但是这个代码会出现编译错误（"常量值'-8'无法转换为'byte'"）：

class Program
{
    const byte b = 7;
    void Method()
    {
        byte bb = (byte) ~b;
    }
}

我想知道为什么？

- Morteza

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在第一种情况下，变量不是const，因此位运算将在运行时执行 - 然后您将收到异常。我认为在第二种情况下，编译器希望在编译时用位运算替换该值（因为b是“const”，所以其值不会改变 - 那么为什么要在运行时浪费资源？），因此它会给出编译时错误。 - user2160375

@pwas，除非使用/checked编译程序，否则您将不会收到异常，这绝对不是正常情况。 - Sam Harwell

@280Z28 你是对的，/checked 默认是关闭的。 - user2160375

Answer 1

因为 ~ 运算符仅预定义为 int ， uint ， long 和 ulong 。 你的第一个示例将 b 隐式转换为 int ，执行否定操作，然后显式转换回一个字节。

在第二个示例中，b是一个常量，因此编译器也会内联否定操作，有效地创建一个值为-8（带符号的二进制补码表示7的负数）的常量 int 。由于一个常量的负值不能被强制转换为 byte （除非添加 unchecked 上下文），所以会出现编译错误。

为避免该错误，请将结果存储在非常量 int 变量中：

const byte b = 7;

void Main()
{
    int i = ~b;
    byte bb = (byte)i;
}

- D Stanley

Answer 2

byte类型中没有定义位反操作符~，但是int有此操作符。在进行位反操作时，byte类型会被隐式转换成一个int类型，然后再执行位反操作。由此得到的int类型不在byte类型的范围内（0-255，包括边界值），因此只能通过未经检查的转换来将其转换为byte类型。

byte bb = unchecked((byte)~b);

第二个程序无法编译，因为由于使用了编译时常量，它能够在编译时验证不正确的转换。针对非编译时常量值，编译器无法作出此断言。

- Servy

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但这并没有解释const和非const之间的区别。第一个程序可以编译和运行，没有问题，结果是248（7的倒数）。 - Nathan A

@NathanA 似乎编译器规范中的有效“byte”常量与可以显式转换为“byte”的有效整数值不同（这完全超出了语言规范的范围）。 - Servy

Answer 3

我无法解释它们之间的区别，但是你第二个程序的简单解决方案是将其标记为未选中状态，如下所示：

byte bb = unchecked((byte)~b);

- Nathan A