如何在C#中确定泛型整数数据类型所需的位数？

针对.NET 7中实现IBinaryInteger<T>的泛型整数类型，要在不使用unsafe编译的sizeof的前提下获取其二进制位数，以下是几种更优雅的实现方案：

方案1：利用BitLength()方法（最推荐） #

IBinaryInteger<T>继承自INumberBase<T>接口，该接口的BitLength()方法会返回表示当前值所需的最小二进制位数。对于T.AllBitsSet（所有位均为1的实例），这个值正好等于类型的总位数，再通过CreateChecked<int>安全转换为int类型：

using System.Numerics;

static int CountBits<T>() where T : IBinaryInteger<T>
{
    return T.CreateChecked<int>(T.AllBitsSet.BitLength());
}

方案2：修正PopCount实现 #

你之前尝试的PopCount思路是可行的，只需用IBinaryInteger提供的类型转换方法替代强制转换，将PopCount返回的T类型值安全转为int：

static int CountBits<T>() where T : IBinaryInteger<T>
{
    return T.CreateChecked<int>(T.PopCount(T.AllBitsSet));
}

由于T.AllBitsSet的所有位都是1，PopCount的结果就是类型的总位数，CreateChecked会在转换溢出时抛出异常，保证类型安全。

方案3：通过Log2计算位数 #

利用Log2方法获取最高有效位的索引，加1后得到总位数，再转换为int：

static int CountBits<T>() where T : IBinaryInteger<T>
{
    return T.CreateChecked<int>(T.Log2(T.AllBitsSet) + T.One);
}

该方案对无符号和有符号的IBinaryInteger实现类型均适用，即使是有符号类型的AllBitsSet（补码表示的-1），Log2也能正确计算最高位位置。

现有方案的局限性说明 #

• 原GetByteCount()*8方案：仅支持位数为8的倍数的类型，自定义非8倍数位数的类型（如UInt7）会返回错误结果。
• 循环计数方案：虽然功能正常，但性能略逊（例如UInt128需要循环128次），且代码简洁度不足。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者BoCoKeith