C# checked 與 unchecked 運算子深度解析：溢位檢測控制、常數與非常數差異、方法邊界限制

運算子 vs 陳述式：兩種形式

受影響運算

• 一元：++, --, - (負號) —— 整數運算元
• 二元：+, -, *, / —— 兩運算元皆為整數
• 顯式轉換：(byte)largeInt, (int)largeLong

不受影響：浮點數 (float/double)、decimal (內建檢查)、邏輯/位運算、位移。

常數運算式 vs 非常數運算式：關鍵差異

const int MAX = int.MaxValue;

// 常數運算式
int c1 = MAX + 1;               // CS0220 編譯錯誤
int c2 = checked(MAX + 1);      // CS0220 編譯錯誤
int c3 = unchecked(MAX + 1);    // 通過，c3 = -2147483648

// 非常數運算式
int v = GetRuntimeValue();
int r1 = v + 1;                  // 預設截斷
int r2 = checked(v + 1);         // 可能拋出 OverflowException
int r3 = unchecked(v + 1);       // 截斷

方法邊界限制：checked 不跨越方法呼叫

int Multiply(int x, int y) => x * y; // 方法內無 checked

// 呼叫端加 checked 無效！
int result = checked(Multiply(1000000, 1000000)); // 不拋出，Multiply 內部 unchecked

// 正確做法 1：方法內部加 checked
int MultiplySafe(int x, int y) { checked { return x * y; } }

// 正確做法 2：回傳前檢查
int MultiplyCheck(int x, int y) {
    if (x != 0 && y > int.MaxValue / x) throw new OverflowException();
    return x * y;
}

專案層級預設控制

• Visual Studio：專案屬性 → Build → "Check for arithmetic overflow/underflow" (/checked+)
• .csproj：<CheckForOverflowUnderflow>true</CheckForOverflowUnderflow>
• 預設 unchecked (效能優先)

階乘範例：逐步檢測

long Factorial(int n)
{
    long result = 1;
    for (int i = 2; i <= n; i++)
    {
        checked { result *= i; } // 每步檢測
    }
    return result;
}

// 測試
try { Console.WriteLine(Factorial(25)); } // 25! > long.MaxValue
catch (OverflowException) { Console.WriteLine("溢位發生於 25!"); }

最佳實踐決策表

decimal 內建溢位檢查

decimal d = decimal.MaxValue;
d = d + 1; // 無需 checked，直接拋出 OverflowException

decimal 專為金融設計，永遠檢查溢位，無法關閉。

總結

checked/unchecked 提供靈活的整數溢位控制：運算式/區塊兩種形式、常數/非常數不同語意、不跨越方法邊界。關鍵決策：金融/關鍵計算用 checked、位元/雜湊用 unchecked、效能熱路徑手動檢查。decimal 內建檢查無需額外關鍵字。

1. 上一篇文章： C# 特殊運算子總覽：三元條件、遞增遞減、new、typeof、checked/unchecked
2. 下一篇文章： C# typeof 運算符詳解：獲取類型資訊的核心工具

關於C#

C# 組件與應用程式域：動態載入、資料隔離與反射探索

AppDomain（應用程式域）是 .NET 運行時的隔離邊

Visio 二次開發：文件列印與預覽完整技術指南

Visio 文件列印是二次開發常見需求。Document.P

多線程入門系列（七）：Interlocked 原子操作與無鎖程式設計

Interlocked 核心價值 System.Thread

C# 字串格式化完整指南：佔位符、標準格式、自訂日期時間格式

複合格式化：佔位符語法 使用 {index[,alignme