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news 2025/7/15 4:46:49

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0	【C#基礎(chǔ)】初識編程語言C#
1	【C#基礎(chǔ)】C# 程序通用結(jié)構(gòu)總結(jié)
2	【C#基礎(chǔ)】C# 程序基礎(chǔ)語法解析

文章目錄

前言
數(shù)據(jù)類型
- 一. 值類型（Value types）
- 二. 引用類型（Reference types）
- 三. 指針類型（Pointer types）
結(jié)語

前言

😄大家好，我是writer桑，前面一章已經(jīng)學(xué)習(xí)了C#的基礎(chǔ)語法，那本章就開始學(xué)習(xí)C#程序的數(shù)據(jù)類型，希望看完大家能夠有所收獲，感謝支持！

數(shù)據(jù)類型

C# 是一種強(qiáng)類型語言。每個變量和常量都有一個類型，每個求值的表達(dá)式也是如此。每個方法聲明都為每個輸入?yún)?shù)和返回值指定名稱、類型和種類（值、引用或輸出）。C# 分別以值類型和引用類型作為類型的兩個主要類別。值類型的變量直接包含它們的數(shù)據(jù)。引用類型的變量存儲對數(shù)據(jù)（稱為“對象”）的引用。

一. 值類型（Value types）

值類型的變量包含類型的實(shí)例，不同于引用類型的變量包含對類型實(shí)例的引用。默認(rèn)情況下，在分配中，通過將實(shí)參傳遞給方法并返回方法結(jié)果來復(fù)制變量值。對于值類型，每個變量都具有其自己的數(shù)據(jù)副本，對一個變量執(zhí)行的操作不會影響另一個變量（ref 和 out 參數(shù)變量除外）。

代碼理解：

using System;public struct MutablePoint
{public int X, Y;public MutablePoint(int x, int y) => (X, Y) = (x, y);public override string ToString() => $"({X}, {Y})";
}public class Program
{public static void Main(string[] args){var p1 = new MutablePoint(1, 2);var p2 = p1;Console.WriteLine($"{nameof(p1)} after {nameof(p2)} is modified:{p1} ");Console.WriteLine($"{nameof(p2)}: {p2}");MutateAndDisplay(p2);Console.WriteLine($"{nameof(p2)} after passing to a method: {p2}");}private static void MutateAndDisplay(MutablePoint p){p.X = 100;Console.WriteLine($"Point mutated in a method: {p}");}
}/*
*   預(yù)期的輸出： 
*   p1 after p2 is modified:(1, 2)
*   p2: (1, 2)
*   Point mutated in a method: (100, 2)
*   p2 after passing to a method: (1, 2)   
*/

從運(yùn)行結(jié)果可知 MutateAndDisplay 方法對傳入的參數(shù) p 的修改并不會影響 Main 方法中的 p2 參數(shù)。
MutateAndDisplay 方法對值類型變量 p 的操作只影響當(dāng)前代碼所處的棧內(nèi)存的變量，而 Main 方法的 p2 變量和 p 變量又是兩個不同的變量。
結(jié)論：對值類型變量的操作只影響存儲在變量中的值類型實(shí)例。

下表列出了 C# 11 中值類型的簡單類型：

類型/關(guān)鍵字	描述	范圍	默認(rèn)值	.NET類型
bool	布爾值	True 或 False	False	System.Boolean
char	16位 Unicode 字符	U+0000 到 U+FFFF	‘\0’	System.Char
float	32 位單精度浮點(diǎn)型	±1.5 x 10^-45 至 ±3.4 x 10³⁸	0.0F	System.Single
double	64 位雙精度浮點(diǎn)型	±5.0 × 10 ^-324 至±1.7 × 10³⁰⁸	0.0D	System.Double
decimal	128 位精確的十進(jìn)制值，28-29 有效位數(shù)	±1.0 x 10^-28 至7.9228 x 10^28	0.0M	System.Decimal
sbyte	8 位有符號整數(shù)類型	-128 到 127	0	System.SByte
byte	無符號的 8 位整數(shù)	0 到 255	0	System.Byte
short	有符號 16 位整數(shù)	-32,768 到 32,767	0	System.Int16
ushort	無符號 16 位整數(shù)	0 到 65,535	0	System.UInt16
int	帶符號的 32 位整數(shù)	-2,147,483,648 到 2,147,483,647	0	System.Int32
uint	帶符號的 32 位整數(shù)	0 到 4,294,967,295	0	System.UInt32
long	64 位帶符號整數(shù)	-9,223,372,036,854,775,808 到 9,223,372,036,854,775,807	0L	System.Int64
ulong	無符號 64 位整數(shù)	0 到 18,446,744,073,709,551,615	0	System.UInt64
nint	帶符號的 32 位或 64位整數(shù)	取決于（在運(yùn)行時(shí)計(jì)算的）平臺	0	System.IntPtr
nuint	帶符號的 32 位或 64 位整數(shù)	取決于（在運(yùn)行時(shí)計(jì)算的）平臺	0	System.UIntPtr

除了上述值類型的簡單類型之外，C# 程序還包括以下用關(guān)鍵字聲明的值類型種類：

枚舉類型（Enumeration）
枚舉類型是由基礎(chǔ)整型數(shù)值類型的一組命名常量定義的值類型。 C# 程序中使用 enum 關(guān)鍵字定義枚舉類型并指定枚舉成員的名稱，示例代碼如下：

enum Season
{Spring,Summer,Autumn,Winter
}

結(jié)構(gòu)類型（Structure）
結(jié)構(gòu)類型是是一種可封裝數(shù)據(jù)和相關(guān)功能的值類型，C# 程序中使用 struct 關(guān)鍵字定義結(jié)構(gòu)類型，示例代碼如下：

public struct MutablePoint
{public int X, Y;public MutablePoint(int x, int y) => (X, Y) = (x, y);public override string ToString() => $"({X}, {Y})";
}

元組類型（Tuple）
元組功能提供了簡潔的語法來將多個數(shù)據(jù)元素分組成一個輕型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。下面的示例演示了如何聲明元組變量、對它進(jìn)行初始化并訪問其數(shù)據(jù)成員：

(double, int) t1 = (4.5, 3);
Console.WriteLine($"Tuple with elements {t1.Item1} and {t1.Item2}.");
// Output:
// Tuple with elements 4.5 and 3.(double Sum, int Count) t2 = (4.5, 3);
Console.WriteLine($"Sum of {t2.Count} elements is {t2.Sum}.");
// Output:
// Sum of 3 elements is 4.5.

可為空的值類型（Null）
可為 null 值類型 T?（T 表示泛型）表示其基礎(chǔ)值類型T 的所有值及額外的 null 值，示例代碼如下：

// 值類型可隱式轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的可為空的值類型 
double? pi = 3.14;
char? letter = 'a';int m2 = 10;
int? m = m2;bool? flag = null;// 可空值類型的數(shù)組:
int?[] arr = new int?[10];

一些針對值類型的常用操作：

若要在運(yùn)行時(shí)獲取本機(jī)大小的整數(shù)大小，可以使用 sizeof()。但是，必須在不安全的上下文中編譯代碼。示例代碼：

Console.WriteLine($"size of nint = {sizeof(nint)}");
Console.WriteLine($"size of nuint = {sizeof(nuint)}");// 在64位進(jìn)程中運(yùn)行時(shí)輸出
//size of nint = 8
//size of nuint = 8// 在32位進(jìn)程中運(yùn)行時(shí)輸出
//size of nint = 4
//size of nuint = 4

若要在運(yùn)行時(shí)獲取本機(jī)大小的整數(shù)的最小值和最大值或者取值范圍，請將 MinValue 和 MaxValue用作值類型關(guān)鍵字的靜態(tài)屬性，示例代碼：

Console.WriteLine($"nint.MinValue = {nint.MinValue}");
Console.WriteLine($"nint.MaxValue = {nint.MaxValue}");//nint.MinValue = -9223372036854775808
//nint.MaxValue = 9223372036854775807

如果想在運(yùn)行時(shí)實(shí)現(xiàn)值類型數(shù)據(jù)之間的相互轉(zhuǎn)換，請使用隱式轉(zhuǎn)換或者顯式轉(zhuǎn)換，示例代碼：

// 隱式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換舉例：int 轉(zhuǎn)換為 long
int a = 11;
long b = a; // 顯示數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換：long 轉(zhuǎn)換為 int 
int a1 = 123;
long b1 = a;         
int c = (int)b1;

如果想在運(yùn)行時(shí)輸出值類型的默認(rèn)值，可以使用 default 運(yùn)算符生成默認(rèn)類型值，例如：

Console.WriteLine(default(bool));   // False

如果想在運(yùn)行時(shí)輸出值類型數(shù)據(jù)的類型，可以使用 GetType 方法，例如：

bool b = false; 
Console.WriteLine(b.GetType());     // System.Boolean

二. 引用類型（Reference types）

引用類型的變量存儲對其數(shù)據(jù)（對象）的引用，不同于值類型的變量直接包含其數(shù)據(jù)。對于引用類型，多個變量可同時(shí)引用同一對象，多個變量之間互相傳遞的也是對這個對象的引用；因此，對一個變量執(zhí)行的操作會影響另一個變量所引用的對象（這點(diǎn)區(qū)別于值類型）。

代碼理解：

using System;// 類為引用類型 
public class MutablePoint
{public int X, Y;public MutablePoint(int x, int y) => (X, Y) = (x, y);public override string ToString() => $"({X}, {Y})";
}public class Program
{public static void Main(string[] args){var p1 = new MutablePoint(1, 2);var p2 = p1;Console.WriteLine($"{nameof(p1)} after {nameof(p2)} is modified:{p1} ");Console.WriteLine($"{nameof(p2)}: {p2}");MutateAndDisplay(p2);       // 顯示和改變 Console.WriteLine($"{nameof(p2)} after passing to a method: {p2}");}private static void MutateAndDisplay(MutablePoint p){p.X = 100;Console.WriteLine($"Point mutated in a method: {p}");}
}/*
*   預(yù)期的輸出： 
*   p1 after p2 is modified:(1, 2)
*   p2: (1, 2)
*   Point mutated in a method: (100, 2)
*   p2 after passing to a method: (100, 2)
*/

從輸出結(jié)果可知 MutateAndDisplay 方法對參數(shù) p 修改的同時(shí)也修改了 Main 方法中的 p2 參數(shù)。
因?yàn)?p2 變量和 p 變量都是引用同一個對象 MutablePoint 類，也就是指向了同一塊內(nèi)存地址，所以 p2 變量對這內(nèi)存進(jìn)行修改的同時(shí)也修改了 p 變量的內(nèi)存，兩者同時(shí)發(fā)生變化。
結(jié)論：當(dāng)兩個變量引用同一個對象時(shí)，一個變量執(zhí)行的操作會影響另一個變量的運(yùn)行結(jié)果。

以下表格列舉出了 C# 內(nèi)置引用類型：

類型/關(guān)鍵字	描述	.NET 類型
object	對象類型	System.Object
string	字符串類型	System.String
dynamic	動態(tài)類型	System.Object

除了上述內(nèi)置的引用類型之外，C# 程序還包括以下用關(guān)鍵字聲明的引用類型：

記錄類型（Record）
從 C# 9 開始，可以使用 record 關(guān)鍵字定義一個 record 類型，用來提供用于封裝數(shù)據(jù)的內(nèi)置功能，record 類型用來構(gòu)建不可變類型和和線程安全對象，簡單的示例：

// 聲明 record class 引用類型：
public record Person
{public string FirstName { get; init; } = default!;public string LastName { get; init; } = default!;
};// 聲明 record struct 值類型：
public record struct Point
{public double X { get; init; }public double Y { get; init;  }
}

類類型（Class）
類是將同類對象的共同屬性和行為抽象出來形成的一個相對復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型，在 C# 程序中使用 class 關(guān)鍵字聲明類，示例如下：

class TestClass
{//方法，屬性，字段，事件，委托//和嵌套類到這里。
}

接口類型（Interface）
接口定義"協(xié)定"，繼承接口的類或結(jié)構(gòu)體都必須實(shí)現(xiàn)接口中所定義的成員，在 C# 編程中使用 interface 關(guān)鍵字定義接口，示例如下：

// 定義接口 ISampleInterface 
interface ISampleInterface
{void SampleMethod();
}// 類 Program 繼承接口并實(shí)現(xiàn)
public class Program : ISampleInterface
{public void SampleMethod(){throw new NotImplementedException();}
}

可為空的引用類型（Null）
引用類型 T? 的變量也可以用 null 進(jìn)行初始化，注意在取消引用之前必須檢查變量是否為空，示例如下：

string notNull = "Hello";
string? nullable = default;
notNull = nullable!;    // 給定為空值

一些針對引用類型的常用操作：

當(dāng)一個值類型轉(zhuǎn)換為對象類型時(shí)，則被稱為裝箱；相對的，當(dāng)一個對象類型轉(zhuǎn)換為值類型時(shí)，則被稱為拆箱，示例代碼：

//將整型變量i進(jìn)行了裝箱并分配給對象o。 
int i = 123;
object o = i;// 將對象o拆箱并分配給對象i； 
i = (int)o;Console.WriteLine(i);   // 123

string 字符串類型常見的相等運(yùn)算、連接操作、輸出指定位置的字符，示例代碼：

string s1 = "hello, world";
string s2 = "hello, C#";// 定義相等運(yùn)算符 == 和 != 比較 string 對象之間是否相等：
Console.WriteLine(s1 == s2);    // False // 定義 + 連接運(yùn)算符連接兩個字符串： 
Console.WriteLine(s1 + s2);    // hello, worldhello, C# // 定義 [] 運(yùn)算符可訪問字符串指定位置的字符： 
Console.WriteLine(s1[0]);      // h

dynamic 類型的變量表示不在編譯期間進(jìn)行類型檢查，而是在運(yùn)行期間再進(jìn)行解析，示例如下：

dynamic d = 20;     // 運(yùn)行時(shí)進(jìn)行類型檢查

三. 指針類型（Pointer types）

C# 程序中在不安全的上下文中，類型除了是值類型或引用類型外，還可以是指針類型 ，通過指針類型可以直接操作對象的內(nèi)存，指針類型聲明采用下列形式之一：

//type* identifier;
void* identifier;   // 允許但不建議 // 又例如：
char* cptr;
int* iptr;

指針類型不能從對象繼承，并且指針類型之間不存在類型轉(zhuǎn)換
指針類型不支持類型裝箱和拆箱的操作
指針不能指向引用或包含引用的結(jié)構(gòu)，因?yàn)闊o法對對象引用進(jìn)行垃圾回收
MyType* 類型的指針變量的值為 MyType 類型的變量的地址

（ps：指針類型不在本章進(jìn)行詳細(xì)的討論。）

結(jié)語

?? 以上就是 C# 數(shù)據(jù)類型的介紹，希望能夠?qū)Υ蠹矣兴鶐椭?。望大家多多支?#xff0c;你們的支持就是筆者創(chuàng)作最大的動力！

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