c#处理算数溢出的情况

在C#中，算术运算的溢出处理可以通过 checked 和 unchecked 关键字控制，默认行为是 静默截断（unchecked模式），但可以通过配置或代码块显式调整。以下是详细说明：

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1. 默认行为（unchecked模式）

默认情况下，C#对算术运算的溢出 不抛出异常，而是直接截断结果（高位丢弃）。

示例：

csharp

int maxInt = int.MaxValue; // 2147483647 int result = maxInt + 1; // 结果为 -2147483648（溢出后截断）

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2. 显式启用溢出检查（checked模式）

通过 checked 关键字或项目配置，可以强制溢出时抛出 System.OverflowException。

示例：

csharp

// 方法内使用checked块 checked { int result = int.MaxValue + 1; // 抛出OverflowException } // 整个表达式显式checked int result = checked(int.MaxValue + 1); // 直接在表达式前添加checked

项目级配置：

在项目属性中启用 "检测溢出/下溢"（对应编译器选项 /checked）：

• 右键项目 → 属性 → 建筑 → 高级 → 检测溢出/下溢。

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3. 无符号类型（uint、ulong等）

无符号类型默认始终按 unchecked模式 处理，溢出直接截断，不会抛异常。

示例：

csharp

uint u = uint.MaxValue; // 4294967295 u = u + 1; // 结果为 0（截断）

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4. 关键区别总结

场景	checked模式	unchecked模式
有符号类型（int等）	溢出时抛出OverflowException	溢出直接截断结果
无符号类型（uint等）	与unchecked行为一致（截断）	溢出直接截断结果

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5. 常见用法场景

（1）强制检查关键计算：

csharp

public static int SafeAdd(int a, int b) { return checked(a + b); // 确保溢出时抛异常 }

（2）在循环或大数运算中：

csharp

checked { long total = 0; foreach (var item in items) { total += item.Value; // 溢出时终止程序 } }

（3）与配置结合使用：

通过项目配置全局启用溢出检查，再在特定代码块中用 unchecked 临时禁用：

csharp

unchecked { // 需要快速计算且接受截断的代码 uint hash = (uint)(hash * 31 + value); }

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6. 注意事项

1. 性能影响：checked 模式会增加运行时检查开销，可能影响性能敏感的代码。
2. 无符号类型：即使在checked模式下，无符号类型的溢出仍会被静默截断。
3. 编译器优化：某些情况下，编译器可能优化掉无法溢出的表达式（例如 byte + byte 的结果可能直接转为int）。

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7. 调试建议

• 使用 checked 关键字在关键逻辑处显式检查。
• 对于频繁的大数运算，考虑使用 BigInteger 类（无溢出风险）。
• 通过代码分析工具（如Roslyn analyzers）检测潜在溢出风险。