当将NaN转换为整数时，为什么取决于它是否被分配给一个变量，其值会发生改变？

Question

将double.NaN转换为int将得到0。

Console.WriteLine(unchecked((int)double.NaN));    // 0

然而，将 double.NaN 分配给一个变量，然后进行 int 强制转换将得到 -2147483648。

double value = double.NaN;
Console.WriteLine (unchecked ((int) value));    // -2147483648
Console.WriteLine ((int) value);                // -2147483648

为什么将结果分配给变量与不分配给变量时结果会有所不同？

C#规范6.2.1中显示数字转换:

在checked上下文中，转换过程如下:

- 如果操作数的值为NaN或无穷大，则抛出System.OverflowException。 - 否则，源操作数向零舍入到最接近的整数值。如果该整数值在目标类型的范围内，则该值是转换的结果。 - 否则，抛出System.OverflowException。

在unchecked上下文中，转换总是成功，并按以下方式进行。

- 如果操作数的值为NaN或无穷大，则转换的结果是目标类型的未指定值。 - 否则，源操作数向零舍入到最接近的整数值。如果该整数值在目标类型的范围内，则该值是转换的结果。 - 否则，转换的结果是目标类型的未指定值。

环境：

- 编译器：Visual Studio 2013 - 运行时：.NET Framework 4.6.0 - 操作系统：Windows 10 Version 1607 - CPU：Intel Core i7 920

Windows:

Console.WriteLine(Environment.OSVersion);    // Microsoft Windows NT 6.2.9200.0
Console.WriteLine(Environment.Version);      // 4.0.30319.42000

- YujiSoftware

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我建议你看一下IL - 我怀疑编译器正在执行第一次转换，并将结果硬编码为0。而在变量情况下，你是在要求CLR去做这件事。 - Jon Skeet

我无法复现。当我尝试时，Console.WriteLine(unchecked((int)double.NaN));输出-2147483648。 - Matthew Watson

你使用的编译器版本是什么？我也没有得到0。 - DaveShaw

这让我想起了无数关于 C 语言的“为什么 int *c; printf("%d", *c); 会打印出 37 的未定义行为问题”。规范告诉你它将是某个未指定的数字。如果每次运行程序时都是不同的数字，你甚至不应该感到惊讶。 - itsme86

你处于“鼻妖”（Nasal Demons）的领域中，它返回了两个不同的数字，因为它“感觉如此”。 - Scott Chamberlain

Answer 1

默认情况下，控制台应用程序编译为unchecked。这就是为什么您的最后一个示例显示与显式使用unchecked的示例相同的值。

对于您的其他示例，适用您引用的规范部分：

在未经检查的上下文中，转换始终成功，并按以下方式进行。 - 如果操作数的值为NaN或无穷大，则转换的结果是目标类型的未指定值。（由我强调） 未指定表示您不能依赖结果。它可以是0，-2147483648或其他任何值。

我想弄清楚在您特殊情况下发生了什么，但两种方法都会得到-2147483648。所以很难跟踪。

- René Vogt

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我也无法在我的系统上重现它，但是将.NET Fiddle编译器更改为“.NET 4.5”而不是“Roslyn 1.0.0-rc1”，它会显示为零：https://dotnetfiddle.net/ckfngN - Quantic

Answer 2

看了一下，我觉得我明白这里发生了什么。你没有将0强制转换，而是将NaN强制转换。 int或Int32的范围比double要小得多。我认为这些不太清晰的规则共同作用导致了差异：

• 如果操作数的值为NaN或无限大，则转换的结果是目标类型的未指定值。 否则，源操作数将向零舍入到最接近的整数值。
• 如果此整数值在目标类型的范围内，则此值是转换的结果。

目标类型是较小的int，而您得到的值“-2147483648”是32位有符号整数的最小值。这表明强制转换操作将NaN转换为double.NegativeInfinity以执行操作。最接近double.NegativeInfinity的整数是int.MinValue，这就是您得到的值。

所有这些都说了，这个值是未指定的事实意味着您得到的结果可能取决于太多因素，甚至可以归结为您是否分配了变量或者您拥有什么处理器架构。您不应该使用NaN转换来做任何有意义的事情，因此NaN从来没有被赋予实际的设置值（主要是因为那样它就会成为一个数字）。出于这个原因，对于大多数目的，NaN结果应该被视为错误。最终，实际值是无意义的。

- CDove