C#语言基础（数据类型）

### 一、数 据 类 型

C#的数据类型分成两大类：一类是值类型（Value
Types），另一类是引用类型（Reference
Types）。每一大类又可再分成几个小类，如图2.1所示。


#### 1.值 类 型

所谓值类型就是一个包含实际数据的变量。当定义一个值类型变量时，C#会根据所声明的类型，以堆栈方式分配一块大小相适应的存储区域给这个变量，对这个变量的读/写操作就直接在这块存储区域进行。

C#中的值类型包括：简单类型、枚举类型和结构类型。

例如：

```C#
int  iNum=10;             // 分配一个32位内存区域给变量iNum，并将10放入该内存区域
iNum=iNum+10;           // 从变量iNum中取出值，加上10，再将计算结果赋给iNum

```

简单类型是系统预置的，一共有13个，如表2.1所示。

| C#关键字 | .NET CTS类型名 | 说      明              | 范围和精度                                                 |
| -------- | -------------- | ----------------------- | ---------------------------------------------------------- |
| bool     | System.Boolean | 逻辑值（真或假）        | true,   false                                              |
| sbyte    | System.SByte   | 8位有符号整数类型       | -128～127                                                  |
| byte     | System.Byte    | 8位无符号整数类型       | 0～255                                                     |
| short    | System.Int16   | 16位有符号整数类型      | -32 768～32 767                                            |
| ushort   | System.UInt16  | 16位无符号整数类型      | 0～65 535                                                  |
| int      | System.Int32   | 32位有符号整数类型      | -2 147 483 648～2 147 483 647                              |
| uint     | System.Uint32  | 32位无符号整数类型      | 0～4 294 967 295                                           |
| long     | System.Int64   | 64位有符号整数类型      | -9 223 372 036 854 775 808～9 223 372 036 854 775 807      |
| ulong    | System.UInt64  | 64位无符号整数类型      | 0～18 446 744 073 709 551 615                              |
| char     | System.Char    | 16位字符类型            | 所有的Unicode编码字符                                      |
| float    | System.Single  | 32位单精度浮点类型      | ±1.5´10-45 ～ ±3.4´1038   （大约7个有效十进制数位）        |
| double   | System.Double  | 64位双精度浮点类型      | ±5.0´10-324 ～ ±3.4´10308   （大约15～16个有效十进制数位） |
| decimal  | System.Decimal | 128位高精度十进制数类型 | ±1.0´10-28 ～ ±7.9´1028   （大约28～29个有效十进制数位）   |

表2.1中“C#关键字”是指在C#中声明变量时可使用的类型说明符。

例如：

```C#
int myNum          // 声明myNum为32位的整数类型
```

.NET平台包含所有简单类型，它们位于.NET框架的System名字空间。C#的类型关键字就是.NET中所定义类型的别名。从表2.1可见，C#的简单数据类型可分为整数类型（包括字符类型）、实数类型和布尔类型。

（1）整数类型

该类型共有9种，它们的区别在于所占存储空间的大小，有无符号位及所能表示的数的范围，这些是程序设计时定义数据类型的重要参数。char类型归属于整数类别，但它与整数类型有所不同，不支持从其他类型到 char 类型的隐式转换。

（2）实数类型

该类型有3种，其中浮点类型float、double关键字采用IEEE 754格式来表示，因此浮点运算一般不会产生异常。decimal 类型主要用于财务和货币计算，它可以精确地表示十进制小数（如0.001）。虽然它具有较高的精度，但取值范围较小，因此从浮点类型到 decimal 的转换可能会产生内存溢出异常；而从decimal到浮点类型的转换则可能导致精度的损失，所以浮点类型与decimal之间也不存在隐式转换。

（3）布尔类型

该类型表示布尔逻辑量，它与其他类型之间不存在标准转换，即不能用一个整型数表示true或false，反之亦然，这点与C/C++不同。

#### 2.引用类型

一个引用类型的变量不存储它们所代表的实际数据，而是存储实际数据的引用。引用类型分3步创建：首先在栈内存上创建一个引用变量，然后在堆内存上创建对象本身，最后把这个对象所在内存的句柄（首地址）赋给引用变量。

例如：

```C#
string s1, s2;
s1="ABCD";
s2 = s1;
```

其中，s1、s2都是指向字符串“ABCD”的引用变量，s1的值是“ABCD”存放在内存中的**地址**（即引用），两个引用型变量之间的赋值，使得s2、s1都成为对“ABCD”的引用，如图2.2所示。


### 二、装箱与拆箱

#### 1．装箱

所谓“装箱”就是将值类型包装成引用类型的过程。当一个值类型被要求转换成一个object 对象时，“装箱”操作自动进行：首先创建一个对象实例，然后把值类型的值复制到其中，最后由 object引用这个对象实例。

例如：

```C#
int x = 123;
object obj1=x;                      // 装箱操作
x = x+100;                         // 改变x的值时，obj1的值并不会随之改变
Console.WriteLine (" x= {0}" , x );        //  x=223
Console.WriteLine (" obj1= {0}" , obj1 );     //  obj1=123

```

上段代码的操作机制，如图2.3所示。


#### 2．拆箱

“拆箱”操作与“装箱”相反，是将一个object转换成值类型：首先检查由object引用的对象实例值类型的包装值，然后把实例中的值复制到值类型变量中。

例如：

```c#
int x = 123, y;
object obj1=x;                    // 装箱操作
y = (int) obj1;                    // 拆箱操作，必须进行强制类型转换
Console.WriteLine (" y= {0}" , y );            //  y=123
```

【例**2.1**】 编写程序，以探索C#两大类数据类型的[性质及其相互转换机制。]([例2.1] 编写程序.txt)


### 三、常量

#### 1．整数常量

对于一个整数值，默认的类型就是能保存它的最小整数类型，其类型分为 int、uint、long或 ulong。如果默认类型不是需要的类型，可以在常量后面加上后缀（U 或 L）来明确指定其类型。

在常量后面加L或l（不区分大小写）表示长整型。例如：

```
32                         // 这是一个int类型
32L                        // 这是一个long类型
```

在常量后面加U或u（不区分大小写）表示无符号整数。例如：

```
128U                   //  这是一个uint 类型
128UL                  //  这是一个ulong类型
```

整型常量既可以采用十进制数也可以采用十六进制数（默认为十进制数）表示，在数值前面加0x（或0X）则表示十六进制数，基数用0～9、A～F（或a～f），例如：

```
0x20                   // 十六进制数20，相当于十进制数32
0x1F                   // 十六进制数1F，相当于十进制数31
```

#### 2．浮点常量

一般带小数点的数或用科学计数法表示的数都被认为是浮点数，它的数据类型默认为double类型，但也可以加上后缀符表明三种不同的浮点格式数。

在数字后面加上F（f）表示是float类型。

在数字后面加上D（d）表示是double类型。

在数字后面加上M（m）表示是decimal类型。

例如：

```
3.14 ,  3.14e2,  0.618E2        // 这些都是double类型常量，其中3.14e2相当于3.14×102
                // 0.618E2 相当于
3.14F,  0.618f                  // 这些都是float类型常量
3.14D,  0.618d                 // 这些都是double类型常量
3.14M,  0.618m            // 这些都是decimal类型常量
```

#### 3．字符常量

字符常量，简单地说，就是用单引号括起来的单个字符（如'A'），它占16位，以无符号整型数的形式存储这个字符所对应的Unicode代码。这对于大多数图形字符是可行的，但对一些非图形的控制字符（如回车符）则行不通，所以字符常量的表达有若干种形式。
  单引号括起的一个字符，如'A'。
  十六进制的换码系列，以“\x”或“\X”开始，后面跟4位十六进制数，如' \X0041' 。
  Unicode码表示形式，以“\U”或“\u”开始，后面跟4位十六进制数，如' \U0041'。
  显式转换整数字符代码，如(char)65。
  转义字符系列，如表2.2所示。

| 转   义 字 符 | 含      义 | Unicode码 | 转   义 字 符 | 含      义 | Unicode码 |
| ------------- | ---------- | --------- | ------------- | ---------- | --------- |
| \'            | 单引号     | \u0027    | \b            | 退格符     | \u0008    |
| \"            | 双引号     | \u0022    | \f            | 走纸换页符 | \u000C    |
| \\            | 反斜线字符 | \u005C    | \n            | 换行符     | \u000A    |
| \0            | 空字符     | \u0000    | \r            | 回车符     | \u000D    |
| \a            | 警铃符     | \u0007    | \t            | 水平制表符 | \u0009    |
| \v            | 垂直制表符 | \u000B    |               |            |           |

#### 4．字符串常量

（1）常规字符串
双引号括起的一串字符，可以包括转义字符。
例如：

```
"Hello, World\n"
"C:\\windows\\Microsoft"     // 表示字符串 C:\windows\Microsoft
```

（2）逐字字符串
在常规的字符串前加上一个@，就形成了逐字字符串。它的意思是字符串中的每个字符均表示本意，不使用转义。如果在字符串中需用到双引号，则可连写两个双引号来表示一个双引号。
例如：

```
@"C:\windows\Microsoft"        // 与 "C:\\windows\\Microsoft" 含义相同
@"He said""Hello"" to me"        // 与"He said\"Hello\" to me" 含义相同
```

#### 5．布尔常量

它只有两个值：true和false。

#### 6．符号常量

在声明语句中，可以声明一个标识符常量，但必须在定义标识符时就进行初始化，并且定义之后就不能再改变该常量的值。
具体的格式为：

```
const  类型  标识符=初值
```

例如：

```
const  double  PI=3.1416
```

### 四、变量

C#中的变量必须先声明后使用，包括声明变量的名称、数据类型，必要时指定变量的初始值。
声明变量的形式：

```
类型  标识符[=初值] [ ,…];
```

标识符必须以字母或者_（下画线）开头，后面跟字母、数字和下画线的组合。例如，name、_Int、Name、x_1等都是合法的标识符，但C#是大小写敏感的语言，name和Name分别代表不同的标识符，在定义和使用时要特别注意。另外，变量名不能与 C#中的关键字相同，除非标识符是以@作为前缀的。
例如：

```
int     x ;                              // 合法
float   y1=0.0, y2 =1.0, y3 ;        // 合法，变量声明的同时可以指定初始值
string  char                         // 不合法，因为char是关键字
string  @char                       // 合法
```

### 使用举例

【例2.2】 编写程序，测试C#各种常量与变量的用法。

运行程序，结果如图2.5所示。