Double.MaxValue爲整數是負數？

Question

爲什麼Double.MaxValue鑄成一個整數類型會導致負值，即該類型的最小值？

double maxDouble = double.MaxValue;  // 1.7976931348623157E+308 
long maxDoubleLong = (long) maxDouble; // -9223372036854775808 

我明白一個編譯錯誤，如果它太大或OverflowException在運行時，或者如果我會用unchecked，該轉換可能不會拋出異常，但結果是不確定的和不正確（負）。

而且奇怪的是，該值是long.MinValue：

bool sameAsLongMin = maxDoubleLong == long.MinValue; // true 

順便說一句，同樣的情況，如果我將它轉換爲int：

int maxDoubleInt = (int)maxDouble;     // -2147483648 
bool sameAsIntMin = maxDoubleInt == int.MinValue; // true 

如果嘗試將其轉換爲decimal我在運行時得到一個OverflowException

decimal maxDoubleDec = (decimal)maxDouble; // nope 

更新：看來，邁克爾和巴里的回答一針見血的頭，如果我使用checked明確我得到一個OverflowException：

checked 
{ 
    double maxDouble = double.MaxValue;  // 1.7976931348623157E+308 
    long maxDoubleLong = (long) maxDouble; // nope 
} 

Answer 1

的C＃語言規範（5.0版）說，在6.2以下。 1「顯式數字轉換」（強調）：

• 對於從float或雙爲整型轉換，處理依賴於溢出檢查上下文（§7.6.12），其中 的轉換髮生：

  • 在checked上下文中，轉換過程如下：

    • 如果操作數的值是NaN或無窮大，則引發System.OverflowException。
    • 否則，源操作數向零舍入到最接近的整數值。如果此整數值在 的目標類型範圍內，則此值爲轉換結果。
    • 否則，會引發System.OverflowException。

  • 在未經檢查的上下文中，轉換始終成功，並按以下步驟繼續。

    • 如果操作數的值是NaN或無限，則轉換的結果是目標類型的未指定值。
    • 否則，源操作數向零舍入到最接近的整數值。如果此整數值在 的目標類型範圍內，則此值爲轉換結果。
    • 否則，轉換的結果是目標類型的未指定值。

而在7.6.12 「的選中和未選中運算符」

對於非常量表達式（表達式，在 運行時計算的），該沒有被任何選中或未選中的運算符 或語句包圍，默認溢出檢查上下文未被選中 除非外部因素（如編譯器切換和執行 環境配置）調用檢查評估。

對於從double到decimal轉換：「如果源值是NaN，無窮大，或過大，無法表示爲小數，則引發System.OverflowException」。 checked vs unchecked不起作用（只處理積分操作）。

Answer 2

也許不是一個完整的答案，但C＃語言規範（§6.2.1）這樣說：

在unchecked上下文中，轉換總是會成功，並且 過程如下。

•如果操作數的值是NaN或無限，則 轉換的結果是目標類型的未指定值 。

•否則，源操作數會朝着 四捨五入到最接近的整數值。如果此整數值在 目標類型的範圍內，則此值是 轉換的結果。

•否則，轉換結果爲目標類型的和 未指定值。

（強調我的）。

（邁克爾·伯爾回答的同時爲我，他也包含在默認checked/unchecked背景下在C＃中，參見下面的註釋信息，所以這個答案，現在主要是多餘的。）

編輯1：請注意，如果轉換完成編譯時間（常量表達式轉換），則規則有點不同。嘗試使用const修改器修改maxDouble變量。 C＃編譯器將能夠看到這些值，並且需要您明確地說明unchecked。

編輯2：在我的版本的運行時（.NET 4.5 for Windows 8。1），下面的代碼：

double d1 = double.PositiveInfinity; 
double d2 = double.MaxValue; 
double d3 = 2.3e23; 
double d4 = double.NaN; 
double d5 = -2.3e23; 
double d6 = double.MinValue; 
double d7 = double.NegativeInfinity; 
Console.WriteLine((long)d1); 
Console.WriteLine((long)d2); 
Console.WriteLine((long)d3); 
Console.WriteLine((long)d4); 
Console.WriteLine((long)d5); 
Console.WriteLine((long)d6); 
Console.WriteLine((long)d7); 

給出：

-9223372036854775808 
-9223372036854775808 
-9223372036854775808 
-9223372036854775808 
-9223372036854775808 
-9223372036854775808 
-9223372036854775808

所以看來「未指定的值」，其實是「永遠」的目標類型的MinValue，在此實現。

Answer 3

看來這裏的默認行爲是unchecked，即，除非你明確指定checked，溢出未被發現：

double maxDouble = double.MaxValue;  // 1.7976931348623157E+308 
long uncheckedMaxDoubleLong = (long)maxDouble; // -9223372036854775808 
long checkedMaxDoubleLong = checked((long)maxDouble); // ** Overflow Exception 

現在回想起來，試圖從double直接轉換到long而無需驗證或第一約束輸入是不明智的，由於兩個方面：

• 數值範圍不匹配/潛在溢出
• 只四捨五入考慮

所以，在這裏一個更好的選擇可能是使用Convert.ToInt64：

var convertedDouble = Convert.ToInt64(maxDouble); // ** OverflowException 

由於這種內部做了checked檢查你，並且承擔四捨五入，即意見：

return checked((long)Math.Round(value));