是否在编译时对 C# 中的文字进行算术运算？

Question

非常简短的问题，但我现在无法在网上找到解决方案。

int test = 1 + 2;

1 + 2 会在运行或编译时执行吗？

提问原因：我认为大多数人有时会在不说明使用原因或含义的情况下使用文字，因为他们不想通过计算运行浪费一点性能，而且我相信计算是在编译期间发生的，没有任何效果关于性能：

int nbr = 31536000; //What the heck is that?

而不是

int nbr = 365 * 24 * 60 * 60; //I guess you know what nbr is supposed to be now...

Answer 1

由于您的示例本质上是常量表达式（即它们仅由常量或计算结果的结构组成），它们将 be evaluated at compile time.

A constant-expression is an expression that can be fully evaluated at compile-time.

The type of a constantexpression can be one of the following: sbyte, byte, short, ushort, int, uint, long, ulong, char, float, double, decimal, bool, string, any enumeration type, or the null type.

常量表达式中允许以下结构：

文字（包括空文字）。
对 class 和结构类型的 const 成员的引用。
对枚举类型成员的引用。
带括号的子表达式，它们本身就是常量表达式。
转换表达式，前提是目标类型是上面列出的类型之一。
预定义的 +、–、! 和 ~ 一元运算符。
预定义+、–、*、/、%、<<、>>、&, |, ^, &&, ||, ==, !=, <, >、<= 和 >= 二元运算符，前提是每个操作数都属于上面列出的类型。
?: 条件运算符。

Answer 2

刚刚用 IlSpy 和代码进行了测试：

private static void Main(string[] args)
{
    int value = 365 * 24 * 60 * 60;
    Console.WriteLine(value);
}

编译后的 MSIL 代码为：

.....

IL_0000: nop
IL_0001: ldc.i4 31536000       // its calculated already
IL_0006: stloc.0
IL_0007: ldloc.0
IL_0008: call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(int32)
IL_000d: nop
IL_000e: ret
} // end of method Program::Main

因此它确实会在编译时计算静态表达式以提高性能，但是如果我们将代码更改为：

double nbr = Math.Sqrt(365 * 24 * 60 * 60);

Console.WriteLine(nbr);

这次最终结果将在运行时填充，因为编译器不知道 Math.Sqrt() 在编译时返回的值。

MsIL 代码：

IL_0000: nop
IL_0001: ldc.r8 31536000
IL_000a: call float64 [mscorlib]System.Math::Sqrt(float64)
IL_000f: stloc.0
IL_0010: ldloc.0
IL_0011: call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(float64)
IL_0016: nop
IL_0017: ret
} // end of method Program::Main

Answer 3

根据 C# 规范，int test = 1 + 2 中的表达式 1 + 2 被认为是“常量表达式”：

7.19 Constant expressions

A constant-expression is an expression that can be fully evaluated at compile-time.

换句话说：当一个表达式可以在编译时被完全计算时，它被认为是一个“常量表达式”，那些将在编译时计算。

当您想发现常量表达式和编译时计算的含义时，有点像第 22 条军规。

要将规范的相关部分应用于您的示例：

A constant expression must be [...] a value with one of the following types: [...] int [...].

Only the following constructs are permitted in constant expressions:

Literals (including the null literal).

[...]

The predefined +, –, *, /, %, <<, >>, &, |, ^, &&, ||, ==, !=, <, >, <=, and >= binary operators, provided each operand is of a type listed above.

[...]

Whenever an expression fulfills the requirements listed above, the expression is evaluated at compile-time.

最后一行如果改为：

会更清楚

Whenever an expression fulfills the requirements listed above, the expression is [considered to be a constant expression and will be] evaluated at compile-time.

当表达式与任何列出的规则相矛盾时（包括使用非常量成员调用或方法调用等），它不会被视为常量表达式，因此会在运行时求值。

是否在编译时对 C# 中的文字进行算术运算？

Are arithmetic operations on literals in C# evaluated at compile time?

c#

performance

literals