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

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)。

其他回答

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)

这是由于溢出和携带。

如果您将两个8位数字相加,它们可能会溢出到第9位。

例子:

  1111 1111
+ 0000 0001
-----------
1 0000 0000

我不确定,但我假设int型、long型和double型被赋予了更多的空间,因为它们确实相当大。此外,它们是4的倍数,这对计算机来说更有效,因为内部数据总线的宽度是4字节或32位(64位现在越来越普遍)宽。Byte和short的效率稍低,但它们可以节省空间。

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。

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)。