字节溢出会计算为零而不是抛出异常？

Question

static void Main(string[] args)
{
  int n;
  byte b;
  n = 256;
  b = (byte) n;
  Console.WriteLine(b); //0
}

C#的字节范围是0到255，因此我试图将一个值为256的整数强制转换为字节，并看看会发生什么。

令人惊讶的是，它返回0而不是255，或者更好的是给我一个溢出异常？

更新： 我正在尝试在macOS上使用Mono，如果有影响，我的.NET Framework版本是4.7。

- Isaac

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256的二进制表示为1 0000 0000，一个字节只包含8个位，因此当您将256转换为字节时，左侧的1将被忽略。 - Muhammad Vakili

https://learn.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/language-reference/compiler-options/checked-compiler-option - Hans Passant

Answer 1

这是期望的行为。如果您考虑一下，256在二进制中是一个“1”后跟8个零。当你除去除最低有效8位之外的所有内容时，你得到8个零，即值0。

来自C#语言规范§6.2.1：

对于从整数类型到另一整数类型的转换，处理取决于转换发生的溢出检查上下文（§7.6.12）：

- 在“checked”上下文中，如果源操作数的值在目标类型的范围内，则转换成功，但如果源操作数的值超出目标类型的范围，则会抛出System.OverflowException异常。 - 在“unchecked”上下文中，转换总是成功，并按以下方式进行：

- 如果源类型大于目标类型，则通过丢弃其“额外”的最高有效位来截断源值。然后将结果视为目标类型的值。

如果您想要一个异常，则可以使用“checked”。

b = checked((byte) n);

- Sweeper

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太好了！但这是否意味着为了在处理数字时具有绝对可预测的结果，建议在每次算术操作中都打开checked选项？或进行类型转换？ - Isaac

如果你希望在溢出发生时始终引发异常，那么只要有可能溢出就应该放置“checked”。但有时候，"环绕"也许更可取。@Isaac - Sweeper

出于好奇，由于这涉及到另一个额外的检查，它会以任何方式影响性能吗？或者是可以忽略的？ - Isaac

@Isaac 这确实增加了一个额外的检查，但是你应该只在实际遇到性能问题并且确定是由checked语句引起的时候才处理它们，而不是其他代码引起的，这种情况不太可能发生。 - Sweeper

如果你想让它总是抛出异常，你可以添加-checked编译器选项，在.csproj文件中它应该是<CheckForOverflowUnderflow>true</CheckForOverflowUnderflow>。 - iakobski

Answer 2

我想补充一下之前的回答。

看一下这个：

255 -> 11111111 +

001 -> 00000001

256 -> 100000000

如你所见，我们有256的二进制格式，但由于你的数字是8位，1无法存储。这留下了00000000，即零。

这更多是理论问题，而不是特定于C#的问题。但我认为这很重要理解。

- Jordan Motta