C#整形之间的转换问题

[sunshmcsdn]

在msdn上short关键字的描述中有这样一段话：
short x = 32767;
在以上声明中，整数 32767 从 int 隐式转换为 short。 如果整数的长度超过了 short 存储位置的大小，则将产生编译错误。
后半句我理解，前半句“从 int 隐式转换为 short”却让人糊涂了，int怎么能隐式转换到short？后面还有这么一段话“不能将存储大小更大的非文本数值类型隐式转换为 short 类型”，int类型只能隐式转换到long 、float、double 或 decimal类型，这不是前后矛盾吗？还是中文翻译的问题？
我对整形变量的赋值一直不太理解，32767默认应该是int类型，赋值给short类型变量，应该发生强制转换才对，为什么这里说是隐式转换？请高手解答。

[threenewbee]

编译器是数学等价的艺术。 什么叫等价的艺术？就是说，你把它的实现当作一个黑盒，你的输入输出如果不变，具体怎么实现的是无所谓的。 C#内部尽量使用int32（因为int32对于x86处理器来说是效率最高的本机类型），但是保证你，如果你使用了short，那么它可以被复制到2字节的内存中，它遇到超过32767的值就溢出，它可以匹配short的函数重载参数……一切你认为会表现为short的，它都如此表现。至于内部，你说它转换了也好，没转换也罢，有什么区别呢？

[threenewbee]

或者这么说，“转换”有两种，一种是对你的输出有影响的，一种是没有影响的。后者对你来说就没有意义。 好比，对于代码： int i = 3 + 5; 一种编译器编译为 int i = 3; i = i + 5; 另一种编译器编译为 int i = 8; 还有一种编译器编译为 int 匿名变量 = 3; int i = 5; i = 匿名变量 + i; 这都没有关系。

[threenewbee]

理论上说，你看到conv.i2，在IL层面上才真正有“转换”发生。至于别处，你可以说存在对结果没有任何影响的转换（被编译器优化移除了），也可以说根本没有转换，这两种说法都对。

另外，在机器代码层面，又未必所有的conv.i2都会产生一样的机器码。甚至在CPU内部，一样的机器码又未必转换为一样的微代码，在相同的电路上执行相同的操作……但是这一切是透明的。只要结果和你的设想预期，你就可以视作它是如此工作。

[sunshmcsdn]

大概理解了，不过由于工作需要，我是教授编程语言的，学生会提这样的问题，该如何解释呢，我不能说这个无所谓，只看结果就好了。学生会认为我也不懂。用什么方式解释比较好呢。

[threenewbee]

引用 13 楼 sunshmcsdn 的回复:

大概理解了，不过由于工作需要，我是教授编程语言的，学生会提这样的问题，该如何解释呢，我不能说这个无所谓，只看结果就好了。学生会认为我也不懂。用什么方式解释比较好呢。

msdn说的不对。你可以结合几段代码和产生的IL，讲清楚这个机制。

[threenewbee]

并且如果能引导学生学会通过阅读IL了解编译器的意图，就更好了。这样他们可以抛开那些似是而非的论述，获得精确的认识。

[sunshmcsdn]

.locals init ([0] int64 a, [1] int64 b) IL_0000: nop IL_0001: ldc.i4.s 123 IL_0003: conv.i8 IL_0004: stloc.0 IL_0005: ldc.i4.s 123 IL_0007: conv.i8 IL_0008: stloc.1 这是生成的IL，我对IL不太熟悉，说的可能不对，请指正。里面有两个conv.i8，是否表明这两个数值都被转换成64位整数，然后才赋值给变量？如果是这样，就表明默认一个整数就是int类型，被赋值给long类型变量时发生了类型转换。

[想名费脑]

short(int16)<int(32)<long(int64)、float、double

[threenewbee]

IL_0001: ldc.i4.s 123 // int的123 IL_0003: conv.i8 //转化为long, conv表示convert，转换 IL_0004: stloc.0 IL_0005: ldc.i4.s 123 IL_0007: conv.i8 IL_0008: stloc.1 IL1 3 4和IL 5 7 8是一样的。 就表明默认一个整数就是int类型，被赋值给long类型变量时发生了类型转换。是的。

[sunshmcsdn]

ok,所以回到最初的问题，既然默认整数是int类型，赋值给long类型变量会发生类型转换，那么赋值给short类型自然也应该发生类型转换。而int范围比short范围大，不应该通过隐式转换完成，而应该通过显式（强制）转换完成才对。但为什么short x = 32767;不报错？

[threenewbee]

引用 21 楼 sunshmcsdn 的回复:

ok,所以回到最初的问题，既然默认整数是int类型，赋值给long类型变量会发生类型转换，那么赋值给short类型自然也应该发生类型转换。而int范围比short范围大，不应该通过隐式转换完成，而应该通过显式（强制）转换完成才对。但为什么short x = 32767;不报错？

此类型转换非彼类型转换。 short x = 32767;就是将一个short的32767传给x，没有发生任何类型转换。 如果要我写这篇MSDN文档，应该这么写。 你之所以混乱，是你没有正确区分IL层面上的类型转换和C#语法上的类型转换。 你还是被那个文档误导了。估计写文档的人自己没有理解这两者的区别。如果你要根据编译器来理解语法，这个文档写起来就复杂了。 比如+运算符。 也许文档就一句话，将左边和右边的表达式相加作为整个表达式的结果。 但是从编译器的角度看，这个文档就得这么写了： 如果表达式的两边都是常量，那么+运算符构成的表达式表示一个左右两边之和的常量。 如果表达式右边是1，那么+运算符表示左边的变量自增1后作为表达式的值。 如果表达式的左右有0，那么这条语句表示什么操作也不做。 如果这个表达式的两边都是加法表达式，那么表示同时对两边相加再取结果。 …… 这个文档基本可以写无限长了。

[threenewbee]

隐式类型转换也好，显式也罢，都是在C#语法层面来说的。

和IL层面的转换毫无关系。

代码层面有转换，编译器可以优化掉，没有产生对应的IL转换指令。
代码层面没有转换，编译器也可以加上转换的IL指令。

你的问题就是，文档写错了，你被错误的文档误导了。在代码层面，没有任何的转换发生。
道理很简单，你没有写short = (short)32767;所以没有显式的转换。
如果你理解为隐式的转换，那么int不能转化给short。所以结论是既没有显式转换，也没有隐式转换。

IL不是代码语义的等价物，只是代码的执行结果的等价物。

这个东西，是一种思维方式，只能靠你理解，什么叫等价：
比如
a > b和a < b等价么？
显然在代码层面不等价。甚至它们的语义相反
但是如果你这么写：
if (true || (a > b))
{
...
}
和
if (true || (a < b))
{
...
}
（在理想编译器中）会产生一样的IL。也就是他们在特定的上下文下，它们的语义无关紧要。

我们看
short x = 32767;
如果你理解为32767是一个int，靠隐式转换变成了short，那么必须给C#语法增加一条不必要的规则：
当隐式转换出现在变量初始化的时候，允许将int隐式转换为short，在非变量初始化的时候，不允许这么做。

从编程语言设计的角度来说，这违反了最简规约的原则。

那么语法必然是将short x = 32767;理解为这没有任何转换发生，同时移除那条不必要的规则。

[以专业开发人员为伍]

引用 楼主 sunshmcsdn 的回复:

我对整形变量的赋值一直不太理解，32767默认应该是int类型，赋值给short类型变量，应该发生强制转换才对，为什么这里说是隐式转换？请高手解答。

short b = (short)a; 这才叫做强制转换。 而 short b = a; 这就是隐式转换。 这只是就事论事说语法，所谓强制还是隐式，看语法。

[以专业开发人员为伍]

你可以试试

int a = 32788;
short b = (short)a;

[sunshmcsdn]

还是有些糊涂，这么说吧，下面两句话有区别吗？ long a = 123L; long b = 123;

[threenewbee]

引用 16 楼 sunshmcsdn 的回复:

还是有些糊涂，这么说吧，下面两句话有区别吗？ long a = 123L; long b = 123;

看你怎么定义区别。 如果我写一个编译器，将它编译成不同的结果，那么这就是有区别的。 但是如果C#编译器对这两者产生的IL代码完全一样，你无法从生成的目标代码中获知，你当初是写的是前者还是后者，那么就是没有区别。

[sunshmcsdn]

但是赋值给long类型变量时，不是有这句吗？IL_0003: conv.i8，这不就是转换吗？

[maysoft]

版主解释的好清楚。。。。学习。。。

[sunshmcsdn]

引用 23 楼 caozhy 的回复:

隐式类型转换也好，显式也罢，都是在C#语法层面来说的。 和IL层面的转换毫无关系。 代码层面有转换，编译器可以优化掉，没有产生对应的IL转换指令。 代码层面没有转换，编译器也可以加上转换的IL指令。 你的问题就是，文档写错了，你被错误的文档误导了。在代码层面，没有任何的转换发生。 道理很简单，你没有写short = (short)32767;所以没有显式的转换。 如果你理解为隐式的转换，那么int不能转化给short。所以结论是既没有显式转换，也没有隐式转换。 IL不是代码语义的等价物，只是代码的执行结果的等价物。 这个东西，是一种思维方式，只能靠你理解，什么叫等价： 比如 a > b和a < b等价么？ 显然在代码层面不等价。甚至它们的语义相反 但是如果你这么写： if (true || (a > b)) { ... } 和 if (true || (a < b)) { ... } （在理想编译器中）会产生一样的IL。也就是他们在特定的上下文下，它们的语义无关紧要。 我们看 short x = 32767; 如果你理解为32767是一个int，靠隐式转换变成了short，那么必须给C#语法增加一条不必要的规则： 当隐式转换出现在变量初始化的时候，允许将int隐式转换为short，在非变量初始化的时候，不允许这么做。 从编程语言设计的角度来说，这违反了最简规约的原则。 那么语法必然是将short x = 32767;理解为这没有任何转换发生，同时移除那条不必要的规则。

版主，我又尝试了这个 long l = 123; short s = 456; 这两句代码生成的IL如下： .locals init ([0] int64 l, [1] int16 s) IL_0000: nop IL_0001: ldc.i4.s 123 IL_0003: conv.i8 IL_0004: stloc.0 IL_0005: ldc.i4 0x1c8 IL_000a: stloc.1 long l = 123;发生了类型转换 short s = 456;没有转换，的确如你所说，可我怎么向学生解释呢？“整形变量的赋值不会发生类型转换”这样说吗？但为什么又允许对long类型加L后缀，如果说一个整数常量123没有类型，为什么又可以加L后缀，岂不是多此一举？

[threenewbee]

你应该说，都没有发生类型转换。 加L和不加是一样的。