为什么使用 ToList 时此 Linq Cast 失败？

Question

考虑这个人为的、琐碎的例子：

    var foo = new byte[] {246, 127};
    var bar = foo.Cast<sbyte>();
    var baz = new List<sbyte>();
    foreach (var sb in bar)
    {
        baz.Add(sb);
    }
    foreach (var sb in baz)
    {
        Console.WriteLine(sb);
    }

借助二进制补码的魔力，-10 和 127 会打印到控制台。到现在为止还挺好。目光敏锐的人会看到我正在迭代一个可枚举并将其添加到列表中。这听起来像ToList：

    var foo = new byte[] {246, 127};
    var bar = foo.Cast<sbyte>();
    var baz = bar.ToList();
    //Nothing to see here
    foreach (var sb in baz)
    {
        Console.WriteLine(sb);
    }

除非那不起作用。我得到了这个例外：

异常类型：System.ArrayTypeMismatchException

消息：源数组类型无法分配给目标数组类型。

我觉得这个异常很奇怪，因为

1. ArrayTypeMismatchException - 我自己没有对数组做任何事情。这似乎是一个内部异常。
2. Cast<sbyte> 工作正常（如第一个示例中所示），当使用 ToArray 或 ToList 时，问题就出现了。

我的目标是 .NET v4 x86，但在 3.5 中也是如此。

我不需要任何关于如何解决问题的建议，我已经设法做到了。我想知道的是为什么会发生这种行为？

编辑：

更奇怪的是，添加无意义的 select 语句会导致 ToList 正常工作：

var baz = bar.Select(x => x).ToList();

Answer 1

好的，这真的取决于一些奇怪的组合：

• 即使在 C# 中您不能将 byte[] 直接转换为 sbyte[]，但 CLR 允许：

  var foo = new byte[] {246, 127};
  // This produces a warning at compile-time, and the C# compiler "optimizes"
  // to the constant "false"
  Console.WriteLine(foo is sbyte[]);
  
  object x = foo;
  // Using object fools the C# compiler into really consulting the CLR... which
  // allows the conversion, so this prints True
  Console.WriteLine(x is sbyte[]);
  

• Cast<T>() 进行了优化，如果它认为不需要做任何事情（通过is 进行上述检查），它会返回原始引用 - 所以这里发生了。

• ToList() 将List<T> 的构造函数委托给IEnumerable<T>

• 该构造函数针对 ICollection<T> 进行了优化，以使用 CopyTo...这就是失败的原因。这是一个除了CopyTo之外没有方法调用other的版本：

  object bytes = new byte[] { 246, 127 };
  
  // This succeeds...
  ICollection<sbyte> list = (ICollection<sbyte>) bytes;
  
  sbyte[] array = new sbyte[2];
  
  list.CopyTo(array, 0);
  

现在，如果您在任何时候使用Select，您最终都不会得到ICollection<T>，因此它会针对每个元素进行合法的（对于CLR）byte/sbyte 转换，而不是尝试使用CopyTo的数组实现。