C# 的 checked 和 unchecked

checked 和 unchecked 语句

控制相应块中的整型数算术运算和转换的溢出检查，checked 为检查，unchecked 为不检查。

checked 和 unchecked 运算符

控制相应表达式中的整型数算术运算和转换的溢出检查，checked 为检查，unchecked 为不检查。
checked 和 unchecked 语句与运算符仅仅是作用区域不同，效果一致。

溢出检查与不检查

用最简单的 byte 类型描述两者的区别。checked 可以在 unchecked 代码段或表达式（溢出不检查）中指定某一部分强制检查。

备注
C# 的 byte 没有加法（既没有 + 运算符，也没有 add 方法）。下例中只能强制转换加法结果，否则就被作为 int 加法，出现警告。byte b = a + z3; 或者 byte b = ( byte ) a + ( byte ) z3; 均警告 CS0266：无法将类型“int”隐式转换为“byte”

byte a = byte . MaxValue;
byte z3 = 3;

checked
    {
        try
            {
                byte b = ( byte )( a + z3 );
                Console . WriteLine ( b );
            }
        catch ( OverflowException ych溢出 )
            {
                Console . WriteLine ( ych溢出 . Message );
            }
    }

上例指定的该代码块溢出检查。由于 byte 无法表示大于 255 的整数（255 + 3），所以得到结果：

Arithmetic operation resulted in an overflow.

那么溢出不检查呢？

byte a = byte . MaxValue;
byte z3 = 3;

unchecked
    {
        byte b = ( byte )( a + z3 );
        Console . WriteLine ( b );
    }

上例指定该代码块不检查溢出。于是结果很奇怪：2。
上例中的结果来自下式（2 进制的）：

$$ 11111111 + 00000011 = (1)00000010（括号内抛弃） $$

unchecked 强制进行运算，但抛弃溢出目标类型的二进制位，只返回目标范围内的二进制位。checked 只会引发异常，或顺利运行。

是否检查溢出的用途

以下操作受 checked 和 unchecked 的操作符和语句建立的溢出检查上下文的影响：

• 当操作数为整型或枚举类型时，预定义的 ++ 和 -- 操作符。
• 当操作数为整型时，预定义的一元操作符 -。
• 当两个操作数都是整型或枚举类型时，预定义的加减乘除二元操作符。
• 从一个整型或枚举类型到另一个整型或枚举类型，或从浮点型或双精度型到整型或枚举类型的显式数值转换。

当上述操作之一产生的结果太大而无法在目标类型中表示时，执行该操作的上下文控制结果行为：

• 在 checked 上下文中，如果操作是常量表达式，则会发生编译时错误。否则，当在运行时执行该操作时，会出现 System . OverflowException。

• 在 unchecked 上下文中，通过丢弃不适合目标类型的任何高阶位来截断结果。

  备注
  对于非常量表达式（在运行时求值的表达式），没有处于任何 checked 或 unchecked 块或函数中，默认的溢出检查上下文是不检查的，除非外部因素（如编译器开关和执行环境配置）要求检查。
  对于常量表达式（可以在编译时完全求值的表达式），总是默认检查溢出上下文。除非将常量表达式显式地放置在未检查的上下文中，否则在表达式的编译时求值期间发生的溢出总是会导致编译时错误。

• 匿名函数不受发生匿名函数的 checked 或 unchecked 上下文的影响。

下例三个函数，三个结果不同哦：

static readonly int x = 1000000;
static readonly int y = 1000000;

static int c ( ) => checked(x * y); // 引发 OverflowException
static int u ( ) => unchecked(x * y); // 返回 -7,273,379,968
static int m ( ) => x * y; // 引发异常或返回值（根据是否在 checked 上下文中返回结果）

checked 和 unchecked 运算符只会影响文本包含在“(”和“)”标记中的运算的溢出检查上下文。 运算符对函数成员没有影响，这些函数成员是在对所含表达式进行求值后被调用的。

以下代码中：

{
    static int Multiply(int x, int y) => x * y;
    static int F() => checked(Multiply(1000000, 1000000));
}

在 F 中使用 checked 不会影响 Multiply 中 x y 的求值，因此 x y 将在默认的溢出检查上下文中求值。

方便之处

当以十六进制表示法编写带符号整型类型的常量时，unchecked 运算符很方便。

{
    public const int AllBits = unchecked ( ( int ) 0xFFFFFFFF );
    public const int HighBit = unchecked ( ( int ) 0x80000000 );
}

上述两个十六进制常量的类型都是 uint。 由于常量超出了 int 的范围，如果没有 unchecked 运算符，将常量强制转换为 int 会产生编译时错误。

注释：
checked 和 unchecked 运算符和语句允许程序员控制某些数值计算的某些方面。 但是，某些数值运算符的行为取决于其操作数的数据类型。 例如，两个小数相乘总是会在溢出时出现异常，即使在显式未检查的结构中也是如此。 同样，即使在显式检查的结构中，两个浮点数相乘也不会出现溢出异常。 此外，其他运算符永远不会受到检查模式的影响，无论是默认还是显式。永远不要对 float 和 double 进行 checked 和 unchecked。