C# 數據類型 · ZetCode 中文系列教程

# C# 數據類型 > 原文： [https://zetcode.com/lang/csharp/datatypes/](https://zetcode.com/lang/csharp/datatypes/) 在 C# 教程的這一部分中，我們將討論數據類型。計算機程序（包括電子表格，文本編輯器，計算器或聊天客戶端）可以處理數據。用于各種數據類型的工具是現代計算機語言的基本組成部分。數據類型是一組值以及對這些值的允許操作。 ## C# 數據類型數據類型是一組值，以及對這些值的允許操作。 C# 中的兩種基本數據類型是值類型和引用類型。基本類型（字符串除外），枚舉，元組和結構是值類型。類，字符串，接口，數組和委托是引用類型。每種類型都有一個默認值。引用類型在堆上創建。引用類型的生存期由 .NET 框架管理。引用類型的默認值為空引用。分配給引用類型的變量會創建引用的副本，而不是引用值的副本。值類型在棧上創建。生存期由變量的生存期決定。分配給值類型的變量會創建要分配的值的副本。值類型具有不同的默認值。例如，布爾默認值為`false`，十進制為 0，字符串為空字符串`""`。 ## C# 布爾值我們的世界建立了雙重性。有天地，水火，陰陽，男人和女人，愛與恨。在 C# 中，`bool`數據類型是具有以下兩個值之一的原始數據類型：`true`或`false`。這是一種基本數據類型，在計算機程序中非常常見。快樂的父母正在等待孩子的出生。他們為兩種可能性都選擇了名稱。如果要成為男孩，他們選擇了約翰。如果要成為女孩，他們會選擇維多利亞。 `Program.cs` ```cs using System; namespace BooleanType { class Program { static void Main(string[] args) { Random random = new Random(); bool male = Convert.ToBoolean(random.Next(0, 2)); if (male) { Console.WriteLine("We will use name John"); } else { Console.WriteLine("We will use name Victoria"); } } } } ``` 該程序使用隨機數生成器來模擬我們的情況。 ```cs Random random = new Random(); ``` 我們創建一個`Random`對象，該對象用于計算隨機數。它是系統名稱空間的一部分。 ```cs bool male = Convert.ToBoolean(random.Next(0, 2)); ``` `Next()`方法返回指定范圍內的隨機數。下限包括在內，上限不包括在內。換句話說，我們收到 0 或 1。隨后`Convert()`方法將這些值轉換為布爾值，0 轉換為`false`，1 轉換為`true`。 ```cs if (male) { Console.WriteLine("We will use name John"); } else { Console.WriteLine("We will use name Victoria"); } ``` 如果將`male`變量設置為`true`，我們選擇名稱 John。否則，我們選擇名稱 Victoria。諸如`if/else`語句之類的控制結構可使用布爾值。 ```cs $ dotnet run We will use name John $ dotnet run We will use name John $ dotnet run We will use name Victoria ``` 多次運行該程序將給出此示例輸出。 ## C# 整數整數是實數的子集。它們寫時沒有小數或小數部分。整數落在集合`Z = {..., -2, -1, 0, 1, 2, ...}`中。整數是無限的。在計算機語言中，整數是原始數據類型。實際上，計算機只能使用整數值的子集，因為計算機的容量有限。整數用于計算離散實體。我們可以有 3、4、6 個人，但不能有 3.33 個人。我們可以有 3.33 公斤。 | C# 別名 | .NET 類型 | 大小 | 范圍 | | --- | --- | --- | --- | | `sbyte` | `System.SByte` | 1 字節 | -128 至 127 | | `byte` | `System.Byte` | 1 字節 | 0 至 255 | | `short` | `System.Int16` | 2 字節 | -32,768 至 32,767 | | `ushort` | `System.UInt16` | 2 字節 | 0 至 65,535 | | `int` | `System.Int32` | 4 字節 | -2,147,483,648 至 2,147,483,647 | | `uint` | `System.UInt32` | 4 字節 | 0 至 4,294,967,295 | | `long` | `System.Int64` | 8 字節 | -9,223,372,036,854,775,808 至 9,223,372,036,854,775,807 | | `ulong` | `System.UInt64` | 8 字節 | 0 至 18,446,744,073,709,551,615 | 可以根據我們的需要使用這些整數類型。沒有人（也許有些圣經人除外）的年齡可以超過 120、130 歲。然后，我們可以在程序中將`byte`類型用于年齡變量。這樣可以節省一些內存。 ### 離散實體如果我們使用整數，那么我們將處理離散實體。我們將使用整數來計算蘋果。 `Program.cs` ```cs using System; namespace Apples { class Program { static void Main(string[] args) { int baskets = 16; int applesInBasket = 24; int total = baskets * applesInBasket; Console.WriteLine("There are total of {0} apples", total); } } } ``` 在我們的程序中，我們計算了蘋果的總量。我們使用乘法運算。 ```cs int baskets = 16; int applesInBasket = 24; ``` 籃子數和每個籃子中的蘋果數是整數值。 ```cs int total = baskets * applesInBasket; ``` 將這些值相乘，我們也得到一個整數。 ```cs $ dotnet run There are total of 384 apples ``` 這是程序的輸出。 ### C# 整數符號可以在 C# 中使用三種不同的表示法指定整數：十進制，十六進制和二進制。八進制值沒有符號。據我們所知，通常使用十進制數。十六進制數字以`0x`字符開頭，以`0b`二進制文件開頭。 `Program.cs` ```cs using System; namespace IntegerNotations { class Program { static void Main(string[] args) { int num1 = 31; int num2 = 0x31; int num3 = 0b1101; Console.WriteLine(num1); Console.WriteLine(num2); Console.WriteLine(num3); } } } ``` 在程序中，我們用三個不同的符號表示三個整數。 ```cs $ dotnet run 31 49 13 ``` 默認符號是十進制。程序以十進制顯示這兩個數字。換句話說，十六進制的`0x31`是十進制的 49。 ### 使用下劃線 C# 允許對數字字面值使用下劃線字符，以提高值的可讀性。 `Program.cs` ```cs using System; namespace UnderscoreLiterals { class Program { static void Main(string[] args) { var num1 = 234_321_000; Console.WriteLine(num1); var num2 = 0b_0110_000_100; Console.WriteLine(num2); } } } ``` 該程序使用帶下劃線字符的整數字面值來提高值的可讀性。 ### 算術溢出算術溢出是在計算產生的結果的大小大于給定寄存器或存儲位置可以存儲或表示的結果時發生的條件。 `Program.cs` ```cs using System; namespace OverFlow { class Program { static void Main(string[] args) { byte a = 254; Console.WriteLine(a); a++; Console.WriteLine(a); a++; Console.WriteLine(a); a++; Console.WriteLine(a); } } } ``` 在此示例中，我們嘗試分配一個超出數據類型范圍的值。這導致算術溢出。 ```cs $ dotnet run 254 255 0 1 ``` 發生溢出時，變量將重置為數據類型的下限。（如果是字節類型，則為零。）使用`checked`關鍵字，可以在發生溢出時強制執行異常。 `Program.cs` ```cs using System; namespace OverflowChecked { class Program { static void Main(string[] args) { checked { byte a = 254; Console.WriteLine(a); a++; Console.WriteLine(a); a++; Console.WriteLine(a); a++; Console.WriteLine(a); } } } } ``` 在該示例中，語句放置在`checked`塊的主體中??。 ```cs $ dotnet run 254 255 Unhandled Exception: System.OverflowException: Arithmetic operation resulted in an overflow. ... ``` 這次拋出了`System.OverflowException`。 ## C# 浮點數浮點數表示計算中的實數。實數測量連續的數量，例如重量，高度或速度。在 C# 中，我們有三種浮點類型：`float`，`double`和`decimal`。 | C# 別名 | .NET 類型 | 大小 | 精度 | 范圍 | | --- | --- | --- | --- | --- | | `float` | `System.Single` | 4 字節 | 7 位數 | `+-1.5 x 10^-45`至`+-3.4 x 10^38` | | `double` | `System.Double` | 8 字節 | 15-16 位數 | `+-5.0 x 10^-324`至`+-1.7 x 10^308` | | `decimal` | `System.Decimal` | 16 字節 | 28-29 位小數 | `+-1.0 x 10^-28`至`+-7.9 x 10^28` | 上表給出了浮點類型的特征。默認情況下，C# 程序中的實數是雙精度的。要使用其他類型，必須使用后綴。 `float`編號為`F/f`，`decimal`編號為`M/m`。 `Program.cs` ```cs using System; namespace Floats { class Program { static void Main(string[] args) { float n1 = 1.234f; double n2 = 1.234; decimal n3 = 1.234m; Console.WriteLine(n1); Console.WriteLine(n2); Console.WriteLine(n3); Console.WriteLine(n1.GetType()); Console.WriteLine(n2.GetType()); Console.WriteLine(n3.GetType()); } } } ``` 在上面的程序中，我們對浮點數使用三種不同的字面值符號。 ```cs float n1 = 1.234f; ``` `f`后綴用于`float`數字。 ```cs double n2 = 1.234; ``` 如果我們不使用后綴，則為`double`數字。我們可以選擇使用`d`后綴。 ```cs Console.WriteLine(n1.GetType()); ``` `GetType()`方法返回數字的類型。 ```cs $ dotnet run 1.234 1.234 1.234 System.Single System.Double System.Decimal ``` 這是輸出。我們可以使用各種語法來創建浮點值。 `Program.cs` ```cs using System; namespace Notations { class Program { static void Main(string[] args) { float n1 = 1.234f; float n2 = 1.2e-3f; float n3 = (float)1 / 3; Console.WriteLine(n1); Console.WriteLine(n2); Console.WriteLine(n3); } } } ``` 我們有三種創建浮點值的方法。第一種是使用小數點的“正常”方式。第二種使用科學計數法。最后一個是數字運算的結果。 ```cs float n2 = 1.2e-3f; ``` 這是浮點數的科學表示法。也稱為指數表示法，它是一種寫數字太大或太小而不能方便地用標準十進制表示法寫的方式。 ```cs float n3 = (float) 1 / 3; ``` `(float)`構造稱為轉換。默認情況下，除法運算將返回整數。通過強制轉換，我們得到一個浮點數。 ```cs $ dotnet run 1.234 0.0012 0.3333333 ``` 這是上面程序的輸出。 `float`和`double`類型不精確。 `Program.cs` ```cs using System; namespace InExact { class Program { static void Main(string[] args) { double n1 = 0.1 + 0.1 + 0.1; double n2 = 1 / 3.0; if (n1 == n2) { Console.WriteLine("Numbers are equal"); } else { Console.WriteLine("Numbers are not equal"); } } } } ``` 比較浮點值時應格外小心。 ```cs $ dotnet run Numbers are not equal ``` 而且數字不相等。假設一個短跑運動員跑了 1 個小時，跑了 9.87 秒。他的公里/小時速度是多少？ `Program.cs` ```cs using System; namespace Sprinter { class Program { static void Main(string[] args) { float distance = 0.1f; float time = 9.87f / 3600; float speed = distance / time; Console.WriteLine("The average speed of a sprinter is {0} km/h", speed); } } } ``` 在此示例中，必須使用浮點值。 ```cs float distance = 0.1f; ``` 100m 是 0.1 km。 ```cs float time = 9.87f / 3600; ``` 9.87s 是`9.87 / (60 * 60)`h。 ```cs float speed = distance / time; ``` 為了獲得速度，我們將距離除以時間。 ```cs $ dotnet run The average speed of a sprinter is 36.47416 km/h ``` This is the output of the program. ## C# 枚舉枚舉類型（也稱為枚舉或枚舉）是由一組命名值組成的數據類型。可以將任何枚舉器分配為已聲明為具有枚舉類型的變量作為值。枚舉使代碼更具可讀性。 `Program.cs` ```cs using System; namespace Enumerations { enum Days { Monday, Tuesday, Wednesday, Thursday, Friday, Saturday, Sunday } class Program { static void Main(string[] args) { Days day = Days.Monday; if (day == Days.Monday) { Console.WriteLine("It is Monday"); } Console.WriteLine(day); foreach (int i in Enum.GetValues(typeof(Days))) { Console.WriteLine(i); } } } } ``` 在我們的代碼示例中，我們為工作日創建一個枚舉。 ```cs enum Days { Monday, Tuesday, Wednesday, Thursday, Friday, Saturday, Sunday } ``` 使用`enum`關鍵字創建枚舉。星期一，星期二，...星期日實際上存儲著數字`0..6`。 ```cs Days day = Days.Monday; ``` 我們有一個名為`day`的變量，其類型為`Days`。它被初始化為星期一。 ```cs if (day == Days.Monday) { Console.WriteLine("It is Monday"); } ``` 與將日變量與某個數字進行比較相比，此代碼更具可讀性。 ```cs Console.WriteLine(day); ``` 該行將在星期一打印到控制臺。 ```cs foreach (int i in Enum.GetValues(typeof(Days))) { Console.WriteLine(i); } ``` 此循環將`0..6`打印到控制臺。我們得到`enum`值的基礎類型。對于計算機，`enum`只是一個數字。 `typeof`是用于獲取類型的`System.Type`對象的運算符。 `GetValues()`方法需要它。此方法返回指定枚舉值的數組。 `foreach`關鍵字逐個元素地遍歷數組并將其打印到終端。我們會進一步進行枚舉。 `Program.cs` ```cs using System; using System; namespace Seasons { public enum Seasons : byte { Spring = 1, Summer = 2, Autumn = 3, Winter = 4 } class Program { static void Main(string[] args) { Seasons s1 = Seasons.Spring; Seasons s2 = Seasons.Autumn; Console.WriteLine(s1); Console.WriteLine(s2); } } } ``` 季節可以很容易地用作枚舉。我們可以為`enum`指定基礎類型，并且可以為其提供確切的值。 ```cs public enum Seasons : byte { Spring = 1, Summer = 2, Autumn = 3, Winter = 4 } ``` 使用冒號和數據類型，我們指定`enum`的基礎類型。我們還給每個成員一個特定的號碼。 ```cs Console.WriteLine(s1); Console.WriteLine(s2); ``` 這兩行將`enum`值打印到控制臺。 ```cs $ dotnet run Spring Autumn ``` This is the output of the program. ## C# 元組元組是異類數據值的有序的，不變的列表。元組是值類型。元組必須至少包含兩個元素。元組用圓括號`()`定義。 `Program.cs` ```cs using System; namespace Tuples { class Program { static void Main(string[] args) { var words = ("sky", "blue", "rock", "fountain"); Console.WriteLine(words); Console.WriteLine(words.Item1); Console.WriteLine(words.Item2); var words2 = (w1: "forest", w2: "deep", w3: "sea"); Console.WriteLine(words2.w1); Console.WriteLine(words2.w2); Console.WriteLine(words2.w3); } } } ``` 在示例中，我們定義了兩個元組。 ```cs var words = ("sky", "blue", "rock", "fountain"); ``` 這是一個未命名的元組定義。 ```cs Console.WriteLine(words); ``` 我們將元組的所有元素打印到控制臺。 ```cs Console.WriteLine(words.Item1); Console.WriteLine(words.Item2); ``` 我們打印前兩個元素。我們使用特殊的`Item1`，`Item2`，...屬性訪問未命名元組的元素。 ```cs var words2 = (w1: "forest", w2: "deep", w3: "sea"); ``` 這是一個命名元組的定義。 ```cs Console.WriteLine(words2.w1); Console.WriteLine(words2.w2); Console.WriteLine(words2.w3); ``` 我們通過元素名稱訪問元素。 ```cs $ dotnet run (sky, blue, rock, fountain) sky blue forest deep sea ``` This is the output. ## C# 字符串和字符 `string`是代表計算機程序中文本數據的數據類型。 C# 中的字符串是 Unicode 字符序列。 `char`是單個 Unicode 字符。字符串用雙引號引起來。由于字符串在每種編程語言中都非常重要，因此我們將為它們專門整整一章。這里我們僅舉一個小例子。 `Program.cs` ```cs using System; namespace Strings { class Program { static void Main(string[] args) { string word = "ZetCode"; char c = word[0]; Console.WriteLine(c); } } } ``` 程序將`'Z'`字符打印到終端。 ```cs string word = "ZetCode"; ``` 在這里，我們創建一個字符串變量，并為其分配`"ZetCode"`值。 ```cs char c = word[0]; ``` `string`是 Unicode 字符數組。我們可以使用數組訪問符號從字符串中獲取特定字符。方括號內的數字是字符數組的索引。索引從零開始計數。這意味著第一個字符的索引為 0。 ```cs $ dotnet run Z ``` 該程序將`"ZetCode"`字符串的第一個字符打印到控制臺。 ## C# 數組數組是處理元素集合的復雜數據類型。每個元素都可以通過索引訪問。數組的所有元素必須具有相同的數據類型。我們將整章專門介紹數組。這里我們僅顯示一個小例子。 `Program.cs` ```cs using System; namespace ArrayEx { class Program { static void Main(string[] args) { int[] numbers = new int[5]; numbers[0] = 3; numbers[1] = 2; numbers[2] = 1; numbers[3] = 5; numbers[4] = 6; int len = numbers.Length; for (int i = 0; i < len; i++) { Console.WriteLine(numbers[i]); } } } } ``` 在此示例中，我們聲明一個數組，用數據填充它，然后將數組的內容打印到控制臺。 ```cs int[] numbers = new int[5]; ``` 我們聲明一個整數數組，該數組最多可以存儲五個整數。因此，我們有五個元素組成的數組，索引為`0..4`。 ```cs numbers[0] = 3; numbers[1] = 2; numbers[2] = 1; numbers[3] = 5; numbers[4] = 6; ``` 在這里，我們為創建的數組分配值。我們可以通過數組訪問符號訪問數組的元素。它由數組名稱和方括號組成。在方括號內，我們指定所需元素的索引。 ```cs int len = numbers.Length; ``` 每個數組都有一個`Length`屬性，該屬性返回數組中的元素數。 ```cs for (int i=0; i<len; i++) { Console.WriteLine(numbers[i]); } ``` 我們遍歷數組并將數據打印到控制臺。 ## C# `DateTime` `DateTime`是一種值類型。它代表時間的瞬間，通常表示為日期和時間。 `Program.cs` ```cs using System; namespace DateTimeEx { class Program { static void Main(string[] args) { DateTime now = DateTime.Now; System.Console.WriteLine(now); System.Console.WriteLine(now.ToShortDateString()); System.Console.WriteLine(now.ToShortTimeString()); } } } ``` 我們以三種不同的格式顯示今天的日期：日期&時間，日期和時間。 ```cs DateTime now = DateTime.Now; ``` 獲取一個`DateTime`對象，該對象設置為此計算機上的當前日期和時間，表示為本地時間。 ```cs System.Console.WriteLine(now); ``` 此行以完整格式打印日期。 ```cs System.Console.WriteLine(now.ToShortDateString()); System.Console.WriteLine(now.ToShortTimeString()); ``` `ToShortDateString()`返回短日期字符串格式，`ToShortTimeString()`返回短時間字符串格式。 ```cs $ dotnet run 12/5/2018 8:09:56 PM 12/5/2018 8:09 PM ``` 我們看到示例的輸出。 ## C# 類型轉換我們經常一次處理多種數據類型。將一種數據類型轉換為另一種數據類型是編程中的常見工作。類型轉換或類型轉換是指將一種數據類型的實體更改為另一種。有兩種轉換類型：隱式轉換和顯式轉換。隱式類型轉換，也稱為強制轉換，是編譯器自動進行的類型轉換。 `Program.cs` ```cs using System; namespace ImplicitTypeConversion { class Program { static void Main(string[] args) { int val1 = 0; byte val2 = 15; val1 = val2; Console.WriteLine(val1.GetType()); Console.WriteLine(val2.GetType()); Console.WriteLine(12 + 12.5); Console.WriteLine("12" + 12); } } } ``` 在此示例中，我們有幾個隱式轉換。 ```cs val1 = val2; ``` 在這里，我們使用兩種不同的類型：`int`和`byte`。我們將`byte`值分配給`int`值。這是一個擴大的操作。 `int`值有四個字節。字節值只有一個字節。允許擴展轉換。如果我們想將`int`分配給`byte`，這將是縮短轉換。 C# 編譯器不允許隱式縮短轉換。這是因為在隱式縮短轉換中，我們可能會無意間降低精度。我們可以縮短轉換時間，但是我們必須將其告知編譯器。我們知道自己在做什么。可以通過顯式轉換來完成。 ```cs Console.WriteLine(12 + 12.5); ``` 我們添加兩個值：一個整數和一個浮點值。結果是浮點值。這是一個不斷擴大的隱式轉換。 ```cs Console.WriteLine("12" + 12); ``` 結果為 1212。??將整數轉換為字符串，然后將兩個字符串連接在一起。接下來，我們將展示一些在 C# 中的顯式轉換。 `Program.cs` ```cs using System; namespace ExplicitTypeConversion { class Program { static void Main(string[] args) { double b = 13.5; float a = (float) b; float c = (int) a; Console.WriteLine(a); Console.WriteLine(b); Console.WriteLine(c); } } } ``` 我們有三個值。我們使用這些值進行一些顯式轉換。 ```cs float a = (float) b; ``` 我們將`double`值轉換為`float`值。通過在兩個圓括號之間指定所需的類型來進行顯式轉換。在這種情況下，不會損失任何精度。數字 13.5 可以安全地分配給這兩種類型。 ```cs float c = (int) a; ``` 我們將`float`值轉換為`int`值。在此語句中，我們失去了一些精度：13.5 變為 13。 ```cs $ dotnet run 13.5 13.5 13 ``` 我們看到了程序的輸出。 ## C# 可空類型不能為值類型分配`null`字面值，可以給引用類型分配值。使用數據庫的應用處理空值。因此，C# 語言中引入了特殊的可空類型。可空類型是`System.Nullable<T>`結構的實例。 `Program.cs` ```cs using System; class NullableType { static void Main() { Nullable<bool> male = null; int? age = null; Console.WriteLine(male.HasValue); Console.WriteLine(age.HasValue); } } ``` 一個簡單的示例，演示可空類型。 ```cs Nullable<bool> male = null; int? age = null; ``` 有兩種方法可以聲明可為空的類型。在`Nullable<T>`通用結構中，在尖括號之間指定了類型，或者我們可以在類型后使用問號。后者實際上是第一種表示法的簡寫。 ```cs $ dotnet run False False ``` 這是示例的輸出。 ## C# 轉換&解析方法有兩種用于轉換值的方法。 `Program.cs` ```cs using System; namespace ConvertEx { class Program { static void Main(string[] args) { Console.WriteLine(Convert.ToBoolean(0.3)); Console.WriteLine(Convert.ToBoolean(3)); Console.WriteLine(Convert.ToBoolean(0)); Console.WriteLine(Convert.ToBoolean(-1)); Console.WriteLine(Convert.ToInt32("452")); Console.WriteLine(Convert.ToInt32(34.5)); } } } ``` `Convert`類具有許多用于轉換值的方法。我們使用其中兩個。 ```cs Console.WriteLine(Convert.ToBoolean(0.3)); ``` 我們將`double`值轉換為`bool`值。 ```cs Console.WriteLine(Convert.ToInt32("452")); ``` 在這里，我們將`string`轉換為`int`。 ```cs $ dotnet run True True False True 452 34 ``` This is the output. `Program.cs` ```cs using System; namespace ParseEx { class Program { static void Main(string[] args) { Console.WriteLine(Int32.Parse("34")); Console.WriteLine(Int32.Parse("-34")); Console.WriteLine(Int32.Parse("+34")); } } } ``` 將字符串轉換為整數是非常常見的任務。當我們從數據庫或 GUI 組件中獲取值時，我們通常會進行此類轉換。 ```cs Console.WriteLine(Int32.Parse("34")); ``` 我們使用`Int32`類的`Parse()`方法將`string`轉換為`int`值。 ```cs $ dotnet run 34 -34 34 ``` This is the output. 在 C# 教程的這一部分中，我們介紹了數據類型及其轉換。