.NET 整數型別算術運算隱性轉型陷阱

現象重現

以下代碼在 Visual Studio 2005+ 編譯失敗：

sbyte sba = 1, sbb = 2, sbv;
sbv = sba + sbb; // 錯誤：無法將 int 隱含轉換為 sbyte

byte ba = 1, bb = 2, bv;
bv = ba + bb; // 錯誤：同上

short sa = 1, sb = 2, sv;
sv = sa + sb; // 錯誤：同上

ushort usa = 1, usb = 2, usv;
usv = usa + usb; // 錯誤：同上

根本原因

C# 規範：所有整數運算（+ - * / % 等）至少以 int 精度執行。sbyte、byte、short、ushort 運算前會隱性提升為 int，結果型別為 int，無法隱含指派回較小型別。

正確寫法

// 必須明確轉型
sbv = (sbyte)(sba + sbb);
bv = (byte)(ba + bb);
sv = (short)(sa + sb);
usv = (ushort)(usa + usb);

溢位風險與檢查

• 轉型可能截斷高位元，導致邏輯錯誤（如 200 + 100 = 300 轉 byte 變 44）。
• 建議搭配 checked 區塊或 checked 編譯選項（/checked+）在執行期擲出 OverflowException。

checked {
    bv = (byte)(ba + bb); // 溢位時拋出例外
}

最佳實務

1. 預設使用 int / long 進行運算，僅在儲存/傳輸時轉為較小型別。
2. 需高效能大量陣列運算時，可用 System.Numerics.Vector<T> 或 Span<T> 搭配 checked。
3. 程式碼分析規則 CA2233 / CA2234 可偵測隱性縮小轉換。

理解型別提升規則，避免運行時神秘 Bug，寫出更健壯的 .NET 代碼。