Язык программирования C#9 и платформа .NET5 - Эндрю Троелсен

точная сумма.

static void ProcessBytes()

{

  byte b1 = 100;

  byte b2 = 250;

  byte sum = (byte)Add(b1, b2);

  // В sum должно содержаться значение 350.

  // Однако там оказывается значение 94!

  Console.WriteLine("sum = {0}", sum);

}

Удивительно, но при просмотре вывода приложения обнаруживается, что в переменной sum содержится значение 94 (а не 350, как ожидалось). Причина проста. Учитывая, что System.Byte может хранить только значение в диапазоне от 0 до 255 включительно, в sum будет помещено значение переполнения (350-256 = 94). По умолчанию, если не предпринимаются никакие корректирующие действия, то условия переполнения и потери значимости происходят без выдачи сообщений об ошибках.

Для обработки условий переполнения и потери значимости в приложении доступны два способа. Это можно делать вручную, полагаясь на свои знания и навыки в области программирования. Недостаток такого подхода произрастает из того факта, что мы всего лишь люди, и даже приложив максимум усилий, все равно можем попросту упустить из виду какие-то ошибки.

К счастью, язык C# предоставляет ключевое слово checked. Когда оператор (или блок операторов) помещен в контекст checked, компилятор C# выпускает дополнительные инструкции CIL, обеспечивающие проверку условий переполнения, которые могут возникать при сложении, умножении, вычитании или делении двух значений числовых типов.

Если происходит переполнение, тогда во время выполнения генерируется исключение System.OverflowException. В главе 7 будут предложены подробные сведения о структурированной обработке исключений, а также об использовании ключевых слов try и catch. Не вдаваясь пока в детали, взгляните на следующий модифицированный код:

static void ProcessBytes()

{

  byte b1 = 100;

  byte b2 = 250;

  // На этот раз сообщить компилятору о необходимости добавления

  // кода CIL, необходимого для генерации исключения, если возникает

  // переполнение или потеря значимости.

  try

  {

    byte sum = checked((byte)Add(b1, b2));

    Console.WriteLine("sum = {0}", sum);

  }

  catch (OverflowException ex)

  {

    Console.WriteLine(ex.Message);

  }

}

Обратите внимание, что возвращаемое значение метода Add() помещено в контекст ключевого слова checked. Поскольку значение sum выходит за пределы допустимого диапазона для типа byte, генерируется исключение времени выполнения. Сообщение об ошибке выводится посредством свойства Message:

Arithmetic operation resulted in an overflow.

Арифметическая операция привела к переполнению.

Чтобы обеспечить принудительную проверку переполнения для целого блока операторов, контекст checked можно определить так:

try

{

  checked

  {

    byte sum = (byte)Add(b1, b2);

    Console.WriteLine("sum = {0}", sum);

  }

}

catch (OverflowException ex)

{

  Console.WriteLine(ex.Message);

}

В любом случае интересующий код будет автоматически оцениваться на предмет возможных условий переполнения, и если они обнаружатся, то сгенерируется исключение, связанное с переполнением.

Настройка проверки переполнения на уровне проекта

Если создается приложение, в котором никогда не должно возникать молчаливое переполнение, то может обнаружиться, что в контекст ключевого слова checked приходится помещать слишком много строк кода. В качестве альтернативы компилятор C# поддерживает флаг /checked. Когда он указан, все присутствующие в коде арифметические операции будут оцениваться на предмет переполнения, не требуя применения ключевого слова checked. Если переполнение было обнаружено, тогда сгенерируется исключение времени выполнения. Чтобы установить его для всего проекта, добавьте в файл проекта следующий код:

<PropertyGroup>

    <CheckForOverflowUnderflow>true</CheckForOverflowUnderflow>

</PropertyGroup>

Настройка проверки переполнения на уровне проекта (Visual Studio)

Для активизации флага /checked в Visual Studio откройте окно свойств проекта. В раскрывающемся списке Configuration (Конфигурация) выберите вариант All Configurations (Все конфигурации), перейдите на вкладку Build (Сборка) и щелкните на кнопке Advanced (Дополнительно). В открывшемся диалоговом окне отметьте флажок Check for arithmetic overflow (Проверять арифметическое переполнение), как показано на рис. 3.3. Включить эту настройку может быть удобно при создании отладочной версии сборки. После устранения всех условий переполнения в кодовой базе флаг /checked можно отключить для последующих построений (что приведет к увеличению производительности приложения).

На заметку! Если вы не выберете в списке вариант All Configurations, тогда настройка будет применена только к конфигурации, выбранной в текущий момент (т.е  Debug (Отладка) или Release (Выпуск)). 

Использование ключевого слова unchecked

А теперь предположим, что проверка переполнения и потери значимости включена в масштабах проекта, но есть блок кода, в котором потеря данных приемлема. Как с ним быть? Учитывая, что действие флага /checked распространяется на всю арифметическую логику, в языке C# имеется ключевое слово unchecked, которое предназначено для отмены генерации исключений, связанных с переполнением, в отдельных случаях. Ключевое слово unchecked используется аналогично checked, т.е. его можно применять как к единственному оператору, так и к блоку операторов:

// Предполагая, что флаг /checked активизирован, этот блок

// не будет генерировать исключение времени выполнения.

unchecked

{

  byte sum = (byte)(b1 + b2);

  Console.WriteLine("sum = {0} ", sum);

}

Подводя итоги по ключевым словам checked и unchecked в С#, следует отметить, что стандартное поведение исполняющей среды .NET Core предусматривает игнорирование арифметического переполнения и потери значимости. Когда необходимо обрабатывать избранные операторы, должно использоваться ключевое слово checked. Если нужно перехватывать ошибки переполнения по всему приложению, то придется активизировать флаг /checked. Наконец, ключевое слово unchecked может применяться при наличии блока кода, в котором переполнение приемлемо (и, следовательно, не должно приводить к генерации исключения времени выполнения).

Неявно типизированные локальные переменные

Вплоть до этого места в главе при объявлении каждой локальной переменной явно указывался ее тип данных:

static void DeclareExplicitVars()

{

  // Явно типизированные локальные переменные

  // объявляются следующим образом:

  // типДанных имяПеременной = начальноеЗначение;

  int myInt = 0;

  bool myBool = true;

  string myString = "Time, marches on...";

}

В то время как многие согласятся с тем, что явное указание