C# lambda/匿名委托中的词法作用域

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 块。因此，应该将表达式（而不是结果！）传递给函数 checkOverflow，然后该函数会在发生溢出时采取相应的操作。

这是我尝试过的，但不起作用，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 中的浮点数不会像整数运算那样溢出。

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

注意，这也有些更复杂，因为面对两个精度截然不同的数字时的浮点行为。

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

另外还不清楚你希望 checkOverflow 函数做什么，只是写它发生了？

如果这就是这个方法的全部工作（我为你转换为 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!");
    }
}

我应该添加这个工作的原因：
从影响变量的意义上来说，checked 不是词法作用域。这是编译器解释为的一个区域，这里执行整数算术的所有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。

我相信你的心理模型是这样的：

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（有些指令会捕获溢出，有些则不会）

checked块不会影响在其外部定义的代码。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的内容，

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   

如果您使用过，

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在事后更改它是否被检查。
上例中第一个调用周围的检查块实际上对生成的 IL 没有影响。它内部没有定义对其重要的操作。

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“检查”指令不能影响它在编译时未包围的代码。

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