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

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。

其他回答

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。

就“为什么会发生这种情况”而言,这是因为正如其他人所说的那样,c#中没有为byte、sbyte、short或ushort的算术定义任何操作符。这个答案是关于为什么没有定义这些操作符。

我相信这主要是为了性能。处理器具有本地操作,可以非常快速地处理32位的算术。可以自动地将结果转换回字节,但如果您不希望发生这种行为,则会导致性能损失。

我认为这在一个带注释的c#标准中提到过。看……

编辑:令人恼火的是,我现在已经查看了带注释的ECMA c# 2规范、带注释的MS c# 3规范和注释的CLI规范,但据我所知,它们都没有提到这一点。我相信我已经看到了上面给出的理由,但如果我知道在哪里,我就被吹了。对不起,参考粉丝们:(

没有为字节定义加法。所以它们被转换为int类型进行加法运算。对于大多数数学运算和字节来说都是如此。(请注意,这是在旧语言中使用的方式,我假设它在今天仍然适用)。

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。

这是我对这个话题的大部分回答,首先是针对这里的一个类似问题。

默认情况下,所有小于Int32的整数运算在计算前四舍五入到32位。结果为Int32的原因仅仅是让它在计算后保持原样。如果检查MSIL算术操作码,它们操作的唯一整型数字类型是Int32和Int64。这是“故意的”。

如果您希望结果以Int16格式返回,则在代码中执行强制转换或编译器(假设)在“底层”发出转换都无关紧要。

例如,要执行Int16算术:

short a = 2, b = 3;

short c = (short) (a + b);

这两个数字将扩展为32位,然后相加,然后截短为16位,这是MS所希望的。

使用短(或字节)的优势主要是在有大量数据(图形数据、流等)的情况下存储。