c# - C# lambda/匿名委托(delegate)中的词法范围

Question

我想检查一个简单的数学表达式是否会溢出(使用 checked 和 catch(OverflowException))，但不需要每次都使用 try-catch block 时间。所以应该将表达式(不是结果!)传递给函数 checkOverflow，然后在发生溢出时执行相应操作。

这是我尝试过的，但没有用，因为 lambda 表达式似乎没有词法范围。

static void Main(string[] args)
{
    double g, h;

    // Check if the expression g+h would overflow, *without* the need to use
    // try/catch around the expression

    // Both of the following attempts fail because there's no lexical scoping
    checkOverflow((FloatReturningExpression) delegate() {return g+h;});
    checkOverflow(() => g+h);

    Console.ReadKey();
}

private static void checkOverflow(FloatReturningExpression exp)
{
    try
    {
        checked { double f = exp(); }
    }
    catch(OverflowException)
    {
        Console.WriteLine("overflow!");
    }
}

private delegate double FloatReturningExpression();

有什么解决办法吗？ (使用 .NET 2，但不一定。)

Answer 1

.Net 中的 float 不会像整数运算那样溢出。

它们有助于转到 Double.PositiveIfinity、Double.NegativeIfinity 或(特定于数学运算无效的情况下 Double.Nan)

请注意，这也稍微复杂一些，因为当面对精度非常不同的两个数字时浮点行为。

Console.WriteLine(double.MaxValue);
Console.WriteLine(double.MaxValue * 2);
Console.WriteLine(double.MaxValue + 1);
Console.WriteLine(double.MaxValue + double.MaxValue);

给出:

1.79769313486232E+308
Infinity
1.79769313486232E+308
Infinity

也不清楚你想让你的 checkOverflow 函数做什么，只是写它发生了吗？

如果这就是所有这些方法将起作用(我为您转换为 int)

void Main()
{
    int a, b;
    a = int.MaxValue;
    b = 1;

    // Check if the expression a+b would overflow, *without* the need to use
    // try/catch around the expression
    checkOverflow(() => {checked { return a+b; }});    
}       

private static void checkOverflow(Func<int> exp)
{
    try
    {
        exp();
    }
    catch(OverflowException)
    {
        Console.WriteLine("overflow!");
    }
}

我应该补充一下为什么会这样:
checked 在影响变量的意义上不是词法范围。它是一个由编译器解释的区域，其中所有执行整数运算的 代码 都应该生成溢出捕获指令。变量来自哪里并不重要，重要的是在哪里定义了什么代码。

我相信你的心智模型是这样的:

checked  // enter a 'checked' state where all operations 
{        // (say on the current thread) are checked

code, function calls, etc. etc

}  // leave the checked mode, all operations are now unchecked

这不是 checked 的工作方式，checked 定义了编译时发出的指令(一些指令陷阱溢出，一些则没有)

选中的 block 不会影响在它之外定义的代码。例如仅使用函数:

int Times2(int a)
{
    return a * 2;
}

void TheresNoDifferenceHere()
{
    checked { Times2(int.MaxValue); }
    Times2(int.MaxValue);
}

Times2 函数调用解析为类似

IL_0000:  nop         
IL_0001:  ldarg.1     
IL_0002:  ldc.i4.2    
IL_0003:  mul         
IL_0004:  stloc.0     
IL_0005:  br.s        IL_0007
IL_0007:  ldloc.0     
IL_0008:  ret   

如果你用过

int Times2(int a)
{
    checked { return a * 2; }
}

IL_0000:  nop         
IL_0001:  nop         
IL_0002:  ldarg.1     
IL_0003:  ldc.i4.2    
IL_0004:  mul.ovf     
IL_0005:  stloc.0     
IL_0006:  br.s        IL_0008
IL_0008:  ldloc.0     
IL_0009:  ret         

请注意使用 mul 和 mul.ovf 的区别。 因此，对它的两次调用不能将其更改为事后检查或不检查。 上例中第一个调用周围的检查 block 实际上对生成的 IL 没有影响。它内部没有定义对它重要的操作。

因此您最初的想法是在一个地方定义算术运算(不检查)然后在另一点运行它(就像函数调用一样)但是“检查”指令不能影响它在编译时没有包含的代码。

lambda 解析为表达式树或匿名委托(delegate)(可能由所需的合成类支持以保存和维护任何与闭包相关的变量)。在这两种情况下，它们的任何部分的检查方面都是在定义它们的地方完全定义的，而不是在它们被调用的地方。