.net - List(Of T) 被未知英雄救了？

Question

What prevents a List(Of T) from throwing an arithmetic overflow exception when I set the internal _version field to Integer.MaxValue and add a new item?

TL;博士:

正如您在查看源代码时看到的那样，没有针对潜在算术溢出的保护措施。但是有人/某事将值设置为 Integer.MinValue如果该值是最大值。

<__DynamicallyInvokable()> _
Public Sub Add(ByVal item As T)
    If (Me._size = Me._items.Length) Then
        Me.EnsureCapacity((Me._size + 1))
    End If
    Me._items(Me._size++) = item
    Me._version += 1
End Sub

详细的

作为 List(Of T) 的内部项数组是私有(private)的，我不会使用反射来访问它，我决定使用原始的 List(Of T) 创建一个自定义列表源代码。

但是，我注意到如果版本达到 Integer.MaxValue，则无法防止潜在的算术溢出。 .

Me._version += 1

所以我修改了代码:

Me._version = If((Me._version = Integer.MaxValue), Integer.MinValue, (Me._version + 1I))

现在开始有趣的部分；出于好奇，我设置了一个测试，使用反射设置内部 _version场最大。

Dim flags As BindingFlags = (BindingFlags.Instance Or BindingFlags.NonPublic)
Dim list As New List(Of String)
Dim _version As FieldInfo = GetType(List(Of String)).GetField("_version", flags)

_version.SetValue(list, Integer.MaxValue)
Debug.WriteLine("Count: {0}, Version: {1}", list.Count, _version.GetValue(list))
list.Add("str")
Debug.WriteLine("Count: {0}, Version: {1}", list.Count, _version.GetValue(list))

我对结果感到震惊:

Count: 0, Version: 2147483647
Count: 1, Version: -2147483648

如果达到最大值，源代码中没有任何内容将字段设置为最小值。我什至看了 DynamicallyInvokable属性，但据我所知，它不相关。

<__DynamicallyInvokable()> _
Public Sub Add(ByVal item As T)
    If (Me._size = Me._items.Length) Then
        Me.EnsureCapacity((Me._size + 1))
    End If
    Me._items(Me._size++) = item
    Me._version += 1
End Sub

Private Sub EnsureCapacity(ByVal min As Integer)
    If (Me._items.Length < min) Then
        Dim num As Integer = IIf((Me._items.Length = 0), 4, (Me._items.Length * 2))
        If (num > &H7FEFFFFF) Then
            num = &H7FEFFFFF
        End If
        If (num < min) Then
            num = min
        End If
        Me.Capacity = num
    End If
End Sub

<__DynamicallyInvokable()> _
Public Property Capacity As Integer
    <TargetedPatchingOptOut("Performance critical to inline across NGen image boundaries"), __DynamicallyInvokable()> _
    Get
        Return Me._items.Length
    End Get
    <__DynamicallyInvokable()> _
    Set(ByVal value As Integer)
        If (value < Me._size) Then
            ThrowHelper.ThrowArgumentOutOfRangeException(ExceptionArgument.value, ExceptionResource.ArgumentOutOfRange_SmallCapacity)
        End If
        If (value <> Me._items.Length) Then
            If (value > 0) Then
                Dim destinationArray As T() = New T(value - 1) {}
                If (Me._size > 0) Then
                    Array.Copy(Me._items, 0, destinationArray, 0, Me._size)
                End If
                Me._items = destinationArray
            Else
                Me._items = List(Of T)._emptyArray
            End If
        End If
    End Set
End Property

Answer 1

基类库是用 C# 编写的，而不是 VB.NET。

默认情况下，C# 中的算术运算不会引发溢出异常。相反，正如您所注意到的，它们默默地将值包裹起来。

这个决定可能是出于效率的原因；不是每个人都同意它。更多信息可以在以下问题中找到:

Why doesn't C# use arithmetic overflow checking by default?

Why don't languages raise errors on integer overflow by default?