为什么 C# 编译器将此 ！= 比较翻译为>比较？

Question

我偶然发现C#编译器将此方法转换为

static bool IsNotNull(object obj)
{
    return obj != null;
}

…进入这个CIL:

.method private hidebysig static bool IsNotNull(object obj) cil managed
{
    ldarg.0   // obj
    ldnull
    cgt.un
    ret
}

…或者，如果你更喜欢看反编译的C#代码：

static bool IsNotNull(object obj)
{
    return obj > null;   // (note: this is not a valid C# expression)
}

为什么!=被翻译成">"？

Answer 1

简短回答：

不存在"；比较不相等"；指令，因此C#!=运算符没有精确的对应关系，无法从字面上翻译。

然而，存在一个"；比较相等"；指令（ceq，与==运算符的直接对应关系），因此在一般情况下，x != y会像其稍长的等价(x == y) == false一样被翻译。

还有也一个"；比较大于"0"；IL（cgt）中的指令，它允许编译器采用某些快捷方式（即生成较短的IL代码），其中之一是对象与null（obj != null）的不等式比较被转换为"零"；CCD_ 10"；。

让我们更详细地介绍一下

如果不存在"；比较不相等"；指令，那么编译器将如何翻译以下方法？

static bool IsNotEqual(int x, int y)
{
    return x != y;
}

如上所述，编译器将把x != y转换为(x == y) == false:

.method private hidebysig static bool IsNotEqual(int32 x, int32 y) cil managed 
{
    ldarg.0   // x
    ldarg.1   // y
    ceq
    ldc.i4.0  // false
    ceq       // (note: two comparisons in total)
    ret
}

事实证明，编译器并不总是产生这种冗长的模式。让我们看看当我们用常数0:替换y时会发生什么

static bool IsNotZero(int x)
{
    return x != 0;
}

产生的IL比一般情况下更短：

.method private hidebysig static bool IsNotZero(int32 x) cil managed 
{
    ldarg.0    // x
    ldc.i4.0   // 0
    cgt.un     // (note: just one comparison)
    ret
}

编译器可以利用有符号整数存储在2的补码中的事实（其中，如果生成的位模式被解释为无符号整数——这就是.un的意思——0的值可能最小），因此它将x == 0转换为unchecked((uint)x) > 0。

事实证明，编译器可以对null:进行不等式检查

static bool IsNotNull(object obj)
{
    return obj != null;
}

编译器生成与IsNotZero:几乎相同的IL

.method private hidebysig static bool IsNotNull(object obj) cil managed 
{
    ldarg.0
    ldnull   // (note: this is the only difference)
    cgt.un
    ret
}

显然，编译器可以假设null引用的位模式是任何对象引用可能的最小位模式。

通用语言基础设施注释标准（2003年10月第1版）（第491页，作为表6-4"二进制比较或分支运算"的脚注）中明确提到了这种快捷方式：

"；在ObjectRefs（O）上允许并可验证cgt.un。这通常用于将ObjectRef与null进行比较（没有"compare not equal"指令，否则这将是一个更明显的解决方案）"