看看这段c#代码:
byte x = 1;
byte y = 2;
byte z = x + y; // ERROR: Cannot implicitly convert type 'int' to 'byte'
在字节(或短)类型上执行的任何数学运算的结果都隐式地转换回整数。解决方案是显式地将结果转换回一个字节:
byte z = (byte)(x + y); // this works
我想知道的是为什么?是建筑吗?哲学吗?
我们有:
Int + Int = Int 长+长=长 浮+浮=浮 Double + Double = Double
所以为什么不呢:
字节+字节=字节 空头+空头=空头?
一点背景知识:我正在对“小数字”(即< 8)执行一个长列表的计算，并将中间结果存储在一个大数组中。使用字节数组(而不是int数组)更快(因为缓存命中)。但是大量的字节强制转换散布在代码中，使得代码更加难以阅读。
当前回答
This was probably a practical decision on the part of the language designers. After all, an int is an Int32, a 32-bit signed integer. Whenever you do an integer operation on a type smaller than int, it's going to be converted to a 32 bit signed int by most any 32 bit CPU anyway. That, combined with the likelihood of overflowing small integers, probably sealed the deal. It saves you from the chore of continuously checking for over/under-flow, and when the final result of an expression on bytes would be in range, despite the fact that at some intermediate stage it would be out of range, you get a correct result.
另一种想法是:必须模拟这些类型上的溢出/欠流，因为它不会自然地发生在最可能的目标cpu上。何苦呢?
其他回答
在添加字节和将结果截断回字节时显示一些低效的答案是不正确的。X86处理器有专门为8位数的整数运算而设计的指令。
事实上，对于x86/64处理器，执行32位或16位操作的效率低于64位或8位操作，因为必须对操作数前缀字节进行解码。在32位机器上，执行16位操作需要同样的代价，但是仍然有专门的8位操作的操作码。
许多RISC架构都有类似的本地字/字节高效指令。那些通常没有存储并转换为某个比特长度的signed值的类型。
换句话说，这个决定必须基于对字节类型用途的感知，而不是由于硬件的底层低效率。
我记得曾经读过Jon Skeet(现在找不到了，我会继续找)关于字节如何实际上不会重载+操作符的内容。事实上，当像您的示例中那样添加两个字节时，每个字节实际上都被隐式转换为int。其结果显然是一个整型。至于为什么要这样设计，我将等待乔恩·斯基特自己发布:)
编辑:找到了!这里有关于这个话题的很棒的信息。
我怀疑c#实际上是在调用int上定义的运算符+(它返回一个int，除非你在一个检查块中)，并隐式地将你的bytes/shorts都转换为int。这就是为什么行为看起来不一致。
根据c#语言规范1.6.7.5 7.2.6.2二进制数值提升，如果不能将操作数归入其他类别，则将两个操作数都转换为int。我的猜测是，他们没有重载+操作符以将字节作为参数，但希望它的行为有点正常，所以他们只是使用int数据类型。
c#语言规范
我已经测试了字节和int之间的性能。 int值:
class Program
{
private int a,b,c,d,e,f;
public Program()
{
a = 1;
b = 2;
c = (a + b);
d = (a - b);
e = (b / a);
f = (c * b);
}
static void Main(string[] args)
{
int max = 10000000;
DateTime start = DateTime.Now;
Program[] tab = new Program[max];
for (int i = 0; i < max; i++)
{
tab[i] = new Program();
}
DateTime stop = DateTime.Now;
Debug.WriteLine(stop.Subtract(start).TotalSeconds);
}
}
使用字节值:
class Program
{
private byte a,b,c,d,e,f;
public Program()
{
a = 1;
b = 2;
c = (byte)(a + b);
d = (byte)(a - b);
e = (byte)(b / a);
f = (byte)(c * b);
}
static void Main(string[] args)
{
int max = 10000000;
DateTime start = DateTime.Now;
Program[] tab = new Program[max];
for (int i = 0; i < max; i++)
{
tab[i] = new Program();
}
DateTime stop = DateTime.Now;
Debug.WriteLine(stop.Subtract(start).TotalSeconds);
}
}
结果如下: 字节:3.57s 157mo, 3.71s 171mo, 3.74s 168mo, CPU ~= 30% int: 4.05s 298mo, 3.92s 278mo, 4.28 294mo with CPU ~= 27% 结论: 字节使用更多的CPU，但它消耗更少的内存，它更快(可能是因为有更少的字节分配)
