为什么无符号 CLR 类型在 C# 中如此难以使用？答案

【问题标题】：Why are the unsigned CLR types so difficult to use in C#?为什么无符号 CLR 类型在 C# 中如此难以使用？
【发布时间】：2011-03-16 15:46:48
【问题描述】：

在开始使用 C# 之前，我的背景主要是 C/C++。我在 C# 中的第一个项目中所做的其中一件事就是创建一个这样的类

class Element{
  public uint Size;
  public ulong BigThing;
}

然后我被这需要强制转换的事实感到羞愧：

int x=MyElement.Size;

也一样

int x=5;
uint total=MyElement.Size+x;

为什么语言设计者决定让有符号和无符号整数类型不能隐式转换？为什么在 .Net 库中没有更多地使用无符号类型？例如String.Length 永远不会是负数，但它是一个有符号整数。

【问题讨论】：

【解决方案1】：

为什么语言设计者决定让有符号和无符号整数类型不隐式可转换？

因为这可能会丢失数据或抛出任何异常，这通常都不是隐式允许的好事情。（诚然，从 long 到 double 的隐式转换也会丢失数据，但方式不同。）

为什么在 .Net 库中没有更多地使用无符号类型

无符号类型不符合 CLS - 并非所有 .NET 语言都一直支持它们。例如，Visual Basic 在 .NET 1.0 和 1.1 中没有对无符号数据类型的“本机”支持。它被添加到 2.0 的语言中。（你仍然可以使用它们，但它们不是语言本身的一部分——例如，你不能使用普通的算术运算符。）

【讨论】：

【解决方案2】：

因为将 3B 的无符号整数隐式转换为有符号整数会爆炸。

无符号的有符号最大值的两倍。这与您不能将 long 转换为 int 的原因相同。

【讨论】：

【解决方案3】：

连同乔恩的回答，仅仅因为无符号数不能为负并不意味着它不大于有符号数。 uint 是 0 到 4,294,967,295，但 int 是 -2,147,483,648 到 2,147,483,647。在int 的最大损失之上有足够的空间。

【讨论】：

【解决方案4】：

第二点：因为他们希望 CLR 与没有无符号数据类型的语言兼容（阅读：VB.NET）。

【讨论】：

【解决方案5】：

然后我被这需要强制转换的事实感到羞愧：

 int x=MyElement.Size;

但你在这里自相矛盾。如果你真的（真的）需要 Size 是无符号的，而不是将它分配给（有符号的） x 是一个错误。您的代码中存在严重缺陷。

例如 String.Length 永远不能是负数，但它是一个有符号整数

但是 String.IndexOf 可以返回一个负数，如果 String.Length 和 Index 的值是不同的类型会很尴尬。

虽然理论上无符号 String.Length（上限为 4 GB）是有好处的，但实际上即使是当前的 2GB 也足够大（因为这种长度的字符串很少见且无论如何都不可行）。

所以真正的答案是：为什么首先使用无符号？

【讨论】：

好吧，因为它允许更广泛地表达无符号数？
@Henk：我认为使用int 很尴尬的一个更好的例子是Array.Length。人们永远不会期望数组具有负大小，并且使用有符号类型将数组的（报告的）大小限制为略低于 2GB。此外，数组索引可能永远不会是负数。现在被授予，LongLength 属性将数组大小报告为Int64 - 但它仍将其报告为有符号值。在这些情况下，最重要的考虑是 .NET 的设计者选择使无符号类型不符合 CLS 的事实。在这一点上不太可能改变的东西。
@Paul：decimal 的范围更广。问题是关于无符号的实际使用。 OP 没有提供任何内容。
@LBushkin：我确信我会发现 unsigned Length 更加尴尬。想象一下扩展到循环索引和各种计数器。你最终会到处都是无符号和转换。我在 C 和 C++ 中看到过，不想回去（-:
@Henk：原则上我同意你的观点，在库中只使用有符号或无符号值确实有助于避免不必要的（和令人沮丧的）转换。但是，如果不了解根本原因（CLS 合规性），该决定可能看起来是错误的和武断的。这就是我使用形容词“尴尬”时的意思。顺便说一句，还应该注意的是，并非 C# 中涉及有符号和无符号类型的每个表达式都需要转换 - 例如比较通常很好：int x = 10; uint y = 20; if( x < y ) {...} 。