为什么负数数组大小会抛出OverflowException异常？

Question

在编写可以简化为以下代码的代码后：

var size=-1;
var arr=new byte[size];

我很惊讶它抛出了OverflowException。OverflowException的文档说明如下：

当在检查的上下文中进行算术、转换或类型转换操作导致溢出时抛出的异常。

我无法理解为什么为数组长度提供负数大小符合此异常的描述，因此深入研究后发现这确实是指定的行为：

维度长度的计算值按以下方式进行验证。如果一个或多个值小于零，则会抛出System.OverflowException，并且不再执行其他步骤。

我想知道为什么选择了OverflowException。如果你问我，这很误导人。这至少让我调查了5分钟（不算我在这里的思考）。有人能解释一下这个（在我看来）奇怪的设计决定吗？

- spender

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对我来说，抛出这个异常似乎是合理的。 - cjk

这怎么可能是任何类型的溢出？ - spender

Answer 1

这几乎可以确定是一种优化。.NET框架代码非常重视检查参数，以便让程序员陷入成功的坑中。但这并不是免费的。成本相当微小，许多类方法需要比用于检查的机器周期更多的时间。

但数组是特殊的。它们是框架中非常核心的数据结构。几乎每个集合类都是建立在它们之上的。任何放置在Array类中的开销直接影响到很多依赖它的代码的效率。避免检查是可以的，因为当内部代码需要将值转换为无符号时，它会被隐式检查。而且它很少会引发异常。因此，检查两次并不完全值得更好的异常消息。

- Hans Passant

Answer 2

在文档中，OverflowException 基本上将溢出定义为以下情况：

产生超出数据类型范围的结果

在这种情况下，负值在数组大小（或任何大小）的有效范围之外。

我可以理解 ArgumentOutOfRangeException 在某些方面可能更好，但是在数组定义中没有涉及到参数（因为它不是方法），所以也不是完美的选择。

- Reed Copsey

Answer 3

可能是因为该大小是无符号整数。它以二进制补码形式存储-1，当被视为无符号整数时，它是可以存储的最大正整数。如果此数字大于数组可能的大小，则会发生溢出。

警告：这只是纯粹的猜测。

- xxpor

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在.NET中，数组大小存储为Int32而不是无符号整数。我相信这样做是为了保持数组的CLS兼容性。 - Reed Copsey

我最初也是这么想的，但规格说明非常明确，是负大小导致了这个异常。 - spender