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:(

我想我以前在什么地方见过这个。从这篇文章，旧的新事物:

假设我们生活在一个幻想的世界 对'byte'的操作导致了什么 “字节”。

byte b = 32;
byte c = 240;
int i = b + c; // what is i?

在这个幻想世界里，i的值 应该是16岁!为什么?因为这两个 +操作符的操作数都是 字节，因此“b+c”的和计算为 一个字节，由于 整数溢出。(而且，正如我所指出的 之前，整数溢出是新的 安全攻击向量。)

编辑:Raymond实质上是在捍卫C和c++最初采用的方法。在评论中，他从语言向后兼容的角度为c#采用了相同的方法进行了辩护。

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。

除了所有其他伟大的评论，我想我要添加一个小花絮。很多评论都想知道为什么int、long和几乎任何其他数字类型都不遵循这个规则…返回一个“更大”的类型以响应算术。

A lot of answers have had to do with performance (well, 32bits is faster than 8bits). In reality, an 8bit number is still a 32bit number to a 32bit CPU....even if you add two bytes, the chunk of data the cpu operates on is going to be 32bits regardless...so adding ints is not going to be any "faster" than adding two bytes...its all the same to the cpu. NOW, adding two ints WILL be faster than adding two longs on a 32bit processor, because adding two longs requires more microops since you're working with numbers wider than the processors word.

I think the fundamental reason for causing byte arithmetic to result in ints is pretty clear and straight forward: 8bits just doesn't go very far! :D With 8 bits, you have an unsigned range of 0-255. That's not a whole lot of room to work with...the likelyhood that you are going to run into a bytes limitations is VERY high when using them in arithmetic. However, the chance that you're going to run out of bits when working with ints, or longs, or doubles, etc. is significantly lower...low enough that we very rarely encounter the need for more.

从字节到int的自动转换是合乎逻辑的，因为字节的规模是如此之小。从整型到长型，从浮点数到双精度浮点数等自动转换是不符合逻辑的，因为这些数字具有显著的比例。

C#

ECMA-334指出，只有在int+int、uint+uint、long+long和ulong+ulong (ECMA-334 14.7.4)上，加法才被定义为合法。因此，这些是关于14.4.2需要考虑的候选操作。由于存在从byte到int、uint、long和ulong的隐式强制转换，所有加法函数成员都是14.4.2.1下适用的函数成员。我们必须根据14.4.2.3中的规则找到最佳隐式转换:

将(C1)转换为int(T1)比将(C2)转换为uint(T2)或ulong(T2)更好，因为:

如果T1是int, T2是uint或ulong, C1是更好的转换。

将(C1)转换为int(T1)比将(C2)转换为long(T2)更好，因为从int转换为long存在隐式转换:

如果存在从T1到T2的隐式转换，且不存在从T2到T1的隐式转换，则C1是更好的转换。

因此使用int+int函数，该函数返回int型。

可以说它深埋在c#规范中。

CLI

CLI只对6种类型(int32、native int、int64、F、O和&)起作用。(ECMA-335分区3节1.5)

Byte (int8)不是这些类型之一，在添加之前会自动强制转换为int32。(ECMA-335分区3节1.6)

从.NET框架代码:

// bytes
private static object AddByte(byte Left, byte Right)
{
    short num = (short) (Left + Right);
    if (num > 0xff)
    {
        return num;
    }
    return (byte) num;
}

// shorts (int16)
private static object AddInt16(short Left, short Right)
{
    int num = Left + Right;
    if ((num <= 0x7fff) && (num >= -32768))
    {
        return (short) num;
    }
    return num;
}

使用。net 3.5及以上版本进行简化:

public static class Extensions 
{
    public static byte Add(this byte a, byte b)
    {
        return (byte)(a + b);
    }
}

现在你可以做:

byte a = 1, b = 2, c;
c = a.Add(b);