为什么初始化负大小的数组会导致溢出异常？

Question

我在 C# 中进行单元测试，发现以下代码给出了溢出异常：

using System;
                    
public class Program
{
    public static void Main()
    {
        int i = 0;
        Console.WriteLine(new float[i - 1]);
        // System.OverflowException: Arithmetic operation resulted in an overflow.
    }
}

https://dotnetfiddle.net/clbgZ3

但是，如果您显式尝试初始化负数组，则会收到以下错误：

Console.WriteLine(new float[-1]);
// Compilation error: Cannot create an array with a negative size

为什么初始化负大小的数组会导致溢出异常，而不是其他类型的错误？

Answer 1

这不是堆栈溢出，而是数字溢出：-1 超出了合法值（可能是无符号整数）。有关确切的语言规范，请参阅orhtej2的答案。

同样的异常也会发生：

int i = -1;
checked
{
    uint ui = (uint)i;
    // Arithmetic operation resulted in an overflow.
}

您确实需要checked出现此错误的上下文，否则只会复制这些位（并且该值将为 4294967295）。

关于不同的错误：第一个是运行时异常，第二个是编译器错误。

Answer 2

此行为在 C# 语言规范第 12.8.16.5节中明确指定

数组创建表达式的求值结果被归类为值，即对新分配的数组实例的引用。数组创建表达式的运行时处理包括以下步骤：

（...）

• 验证维度长度的计算值，如下所示：如果一个或多个值小于零， System.OverflowException则抛出 a 并且不执行进一步的步骤。

（强调我的）