使用错误的Console.WriteLine重载的int[]

Question

我是一名有用的助手，可以为您翻译文本。

我和同事一起做一些基础的C#教程时，遇到了一个我们认为很有趣的难题。

以下代码按预期工作：

string[] strings = { "1", "2", "3" };
Console.WriteLine("{0}, {1}, {2}", strings);

它获取字符串数组并使用 Console.WriteLine(string format, params object[] arg) 方法的重载将字符串 "1, 2, 3" 打印到控制台。

然而，以下代码无法正常工作：

int[] ints = { 1, 2, 3 };
Console.WriteLine("{0}, {1}, {2}", ints);

您会收到一个格式异常（FormatException），其中包含消息：索引（从零开始）必须大于或等于零，且小于参数列表的大小。 使用 IntelliSense，可以看到它正在尝试使用 Console.WriteLine(string format, object arg0) 重载，这就是为什么我们会收到该消息的原因，它没有将 ints 视为数组，尽管显然它确实是一个数组。

如果我们切换到更明显的方式：

int[] ints = { 1, 2, 3 };
Console.WriteLine("{0},{1},{2}", ints[0], ints[1], ints[2]);

它再次工作并再次使用params object[]重载。

为什么该方法无法将int[]视为数组？ Int32是一个结构体是否有所不同？如果是这样，为什么？

编辑

我进行了一个快速测试，测试了相同格式的双精度浮点数，但它们也不能正常工作，这使我认为确实是类型是结构体的事实，但我仍然不明白为什么会有所不同。

- Evan Frisch

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存在隐式转换 string[] -> object[]。但是对于 int[] -> object[]，不存在这样的转换。是因为 int 是值类型。 - user4003407

阅读此文。 - Hamid Pourjam

可能是Casting int[] to object[]的重复问题。 - Hamid Pourjam

Answer 1

这个方法适用于 string 类型的对象，是因为 C# 的 数组协变性(Array Covariance) 特性。

对于任意两个引用类型 A 和 B，如果存在从 A 到 B 的隐式或显式引用转换，则也存在从数组类型 A[] 到数组类型 B[] 的相同引用转换。

string 可以隐式转换为 object，所以 WriteLine 方法可以将你的 string[] 数组作为 object[] 数组传入。

int[] 没有协变性，因为 int 不是引用类型。如果需要使用显式转换，可以像这样：

object[] ints = (new int[]{ 1,2,3 }).Cast<object>().ToArray();
Console.WriteLine("{0}, {1}, {2}", ints);       

Demo.

- Sergey Kalinichenko

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或者只需使用 object[] ints = { 1, 2, 3 };。 - Patryk Spytkowski

@ PatrykSpytkowski 好吧，这个想法是展示如何从原始数组开始，最终得到一个对象数组，但是是的，您的语法显然更简洁。 - Sergey Kalinichenko

Answer 2

是的，这是因为int是值类型。它试图找到最佳匹配。 string[]可以转换为object[]，但是int[]不能转换，因为结构体数组不是协变的。作为解决方法，您可以使用

int[] ints = { 1, 2, 3 };
Console.WriteLine("{0}, {1}, {2}", ints.Cast<Object>().ToArray());

- Kyle W

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更准确地说，int[] 是一个数组类型（数组类型是引用类型），其元素类型 int 是一个值类型。当元素类型是值类型时，数组协变性将不起作用，因此 int[] 不能转换为 object[]。 - Jeppe Stig Nielsen