03C#数据类型-白红宇

03C#数据类型

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发布时间：2019-06-10

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C#数据类型

值类型和引用类型区别

在C#语言中，值类型变量存储的是指定数据类型的数据，值类型变量的值(或实例)存储在栈(Stack)中，赋值语句是传递变量的值。引用类型(例如类就是引用类型)的实例，也叫对象，不存在栈中，而存储在可管理堆(Managed Heap)中，堆实际上是计算机系统中的空闲内存。引用类型变量的值存储在栈(Stack)中，但存储的不是引用类型对象，而是存储引用类型对象的引用，即地址，和指针所代表的地址不同，引用所代表的地址不能被修改，也不能转换为其它类型地址，它是引用型变量，只能引用指定类对象，引用类型变量赋值语句是传递对象的地址。见下例：

using System;

class MyClass//类为引用类型

{ public int a=0;

}

class Test

{ static void Main()

{ f1();

}

static public void f1()

{ int v1=1;//值类型变量v1，其值1存储在栈(Stack)中

int v2=v1;//将v1的值(为1)传递给v2，v2=1,v1值不变。

v2=2;//v2=2,v1值不变。

MyClass r1=new MyClass();//引用变量r1在栈中存储MyClass类对象的地址

MyClass r2=r1;//r1和r2都代表是同一个MyClass类对象

r2.a=2;//和语句r1.a=2等价

}

存储在栈中的变量，当其生命周期结束，自动被撤销，例如，v1存储在栈中，v1和函数f1同生命周期，退出函数f1，v1不存在了。但在堆中的对象不能自动被撤销。因此C和C++语言，在堆中建立的对象，不使用时必须用语句释放对象占用的存储空间。.Net系统CLR内建垃圾收集器，当对象的引用变量被撤销，表示对象的生命周期结束，垃圾收集器负责收回不被使用的对象占用的存储空间。例如，上例中引用变量r1及r2是MyClass类对象的引用，存储在栈中，退出函数f1，r1和r2都不存在了，在堆中的MyClass类对象也就被垃圾收集器撤销。也就是说，CLR具有自动内存管理功能。

1.4.1 值类型变量分类

C#语言值类型可以分为以下几种：

l 简单类型(Simple types)

简单类型中包括：数值类型和布尔类型(bool)。数值类型又细分为：整数类型、字符类型(char)、浮点数类型和十进制类型(decimal)。

l 结构类型(Struct types)

l 枚举类型(Enumeration types)

C#语言值类型变量无论如何定义，总是值类型变量，不会变为引用类型变量。

1.4.2 结构类型

结构类型和类一样，可以声明构造函数、数据成员、方法、属性等。结构和类的最根本的区别是结构是值类型，类是引用类型。和类不同，结构不能从另外一个结构或者类派生，本身也不能被继承，因此不能定义抽象结构，结构成员也不能被访问权限控制字protected修饰，也不能用virtual和abstract修饰结构方法。在结构中不能定义析构函数。虽然结构不能从类和结构派生，可是结构能够继承接口，结构继承接口的方法和类继承接口的方法基本一致。接口的概念见以后章节。下面例子定义一个点结构point：

using System;

struct point//结构定义

{ public int x,y;//结构中也可以声明构造函数和方法，变量不能赋初值

}

class Test

{ static void Main()

{ point P1;

P1.x=166;

P1.y=111;

point P2;

P2=P1;//值传递，使P2.x=166,P2.y=111

point P3=new point();//用new生成结构变量P3，P3仍为值类型变量

}//用new生成结构变量P3仅表示调用默认构造函数，使x=y=0。

}

1.4.3 简单类型

简单类型也是结构类型，因此有构造函数、数据成员、方法、属性等，因此下列语句int i=int.MaxValue;string s=i.ToString()是正确的。即使一个常量，C#也会生成结构类型的实例，因此也可以使用结构类型的方法，例如：string s=13.ToString()是正确的。简单类型包括：整数类型、字符类型、布尔类型、浮点数类型、十进制类型。见下表：

保留字	System命名空间中的名字	字节数	取值范围
sbyte	System.Sbyte	1	-128~127
byte	System.Byte	1	0~255
short	System.Int16	2	-32768~32767
ushort	System.UInt16	2	0~65535
int	System.Int32	4	-2147483648~2147483647
uint	System.UInt32	4	0~4292967295
long	System.Int64	8	-9223372036854775808~9223372036854775808
ulong	System.UInt64	8	0~18446744073709551615
char	System.Char	2	0~65535
float	System.Single	4	3.4E-38~3.4E+38
double	System.Double	8	1.7E-308~1.7E+308
bool	System.Boolean		(true,false)
decimal	System.Decimal	16	正负 1.010^-28 到7.910²⁸之间

C#简单类型使用方法和C、C++中相应的数据类型基本一致。需要注意的是：

l 和C语言不同，无论在何种系统中，C#每种数据类型所占字节数是一定的。

l 字符类型采用Unicode字符集，一个Unicode标准字符长度为16位。

l 整数类型不能隐式被转换为字符类型(char)，例如char c1=10是错误的，必须写成：char c1=(char)10，char c='A'，char c='\x0032';char c='\u0032'。

l 布尔类型有两个值：false,true。不能认为整数0是false，其它值是true。bool x=1是错误的，不存在这种写法，只能写成x=true 或x=false。

l 十进制类型(decimal)也是浮点数类型，只是精度比较高，一般用于财政金融计算。

1.4.4 枚举类型

C#枚举类型使用方法和C、C++中的枚举类型基本一致。见下例：

using System;

class Class1

{ enum Days {Sat, Sun, Mon, Tue, Wed, Thu, Fri};

//使用Visual Studio.Net,enum语句添加在[STAThread]前边

static void Main(string[] args)

{ Days day=Days.Tue;

int x=(int)Days.Tue;//x=3

Console.WriteLine("day={0},x={1}",day,x);//显示结果为:day=Tue,x=3

}

在此枚举类型Days中，元素的默认类型为int，默认第1个元素的值为0，其后元素按1递增，本例Sat=0，Sun=1，Mon=2，…依此类推。也可以直接给枚举元素赋值。例如：

enum Days{Sat=6,Sun=7,Mon=1,Tue,Wed,Thu,Fri};

在此枚举Days中，Sat=6，Sun=7，Mon=1，Tue=2,…Fri=5，等等。和C、C++中不同，C#枚举元素类型可以是byte、sbyte、short、ushort、int、uint、long和ulong类型，但不能是char类型。见下例：

enum Days:byte{Sun,Mon,Tue,Wed,Thu,Fri,Sat};//元素为字节类型

1.4.5 值类型的初值和默认构造函数

C#语言要求所有变量都必须有初值，如没有赋值，采用默认值。对于简单类型，sbyte、byte、short、ushort、int、uint、long和ulong默认值为0，char类型默认值是(char)0，float为0.0f，double为0.0d，decimal为0.0m，bool为false，枚举类型为0，在结构类型和类中，数据成员的数值类型变量设置为默认值，引用类型变量设置为null。

可以显示的赋值，例如int i=0。而对于复杂结构类型，其中的每个数据成员都按此种方法赋值，显得过于麻烦。由于数值类型都是结构类型，可用new语句调用其构造函数初始化数值类型变量，例如：int j=new int()。请注意，用new语句并不是把int变量变为引用变量，j仍是值类型变量，这里new仅仅是调用其构造函数。所有的数值类型都有默认的无参数的构造函数，其功能就是为该数值类型赋初值为默认值。对于自定义结构类型，由于已有默认的无参数的构造函数，不能再定义无参数的构造函数，但可以定义有参数的构造函数。

1.4.6 引用类型分类

C#语言中引用类型可以分为以下几种：

l 类：C#语言中预定义了一些类：对象类(object类)、数组类、字符串类等。当然，程序员可以定义其它类。

l 接口。

l 代表。

C#语言引用类型变量无论如何定义，总是引用类型变量，不会变为值类型变量。C#语言引用类型对象一般用运算符new建立，用引用类型变量引用该对象。本节仅介绍对象类型(object类型)、字符串类型、数组。其它类型在其它节中介绍。

1.4.7 对象类(object类)

C#中的所有类型(包括数值类型)都直接或间接地以object类为基类。对象类(object类)是所有其它类的基类。任何一个类定义，如果不指定基类，默认object为基类。继承和基类的概念见以后章节。C#语言规定，基类的引用变量可以引用派生类的对象(注意，派生类的引用变量不可以引用基类的对象)，因此，对一个object的变量可以赋予任何类型的值：

int x =25;

object obj1;

obj1=x;

object obj2= 'A';

object关键字是在命名空间System中定义的，是类System.Object的别名。

1.4.8 数组类

在进行批量处理数据的时候，要用到数组。数组是一组类型相同的有序数据。数组按照数组名、数据元素的类型和维数来进行描述。C#语言中数组是类System.Array类对象，比如声明一个整型数组：int[] arr=new int[5]，实际上生成了一个数组类对象，arr是对数组类对象的引用(地址)，只能通过arr[索引]方法使用数组元素。请注意定义方法和C语言的不同。在C#语言中，数组元素的索引是不允许越界的，否则将产生异常。

在C#中数组可以是一维的也可以是多维的，也支持数组的数组，即数组的元素还是数组。一维数组最为普遍，用的也最多。我们先看一个一维数组的例子：

using System;

class Test

{ static void Main()

{ int[] arr=new int[3];//用new运算符建立一个3个元素的一维数组

for(int i=0;i<arr.Length;i++)//arr.Length是数组类属性，表示数组元素个数

arr[i]=i*i;//数组元素赋初值，arr[i]表示第i个元素的值

for (int i=0;i<arr.Length;i++)//数组第一个元素的下标为0

Console.WriteLine("arr[{0}]={1}",i,arr[i]);

}

这个程序创建了一个int类型3个元素的一维数组，初始化后逐项输出。其中arr.Length表示数组元素的个数。注意数组定义不能写为C语言格式：int arr[]。程序的输出为：

arr[0] = 0

arr[1] = 1

arr[2] = 4

上面的例子中使用的是一维数组，下面介绍多维数组：

string[] a1;//一维string数组类引用变量a1

string[,] a2;//二维string数组类引用变量a2

a2=new string[2,3];//用new建立二维数组对象，a2引用这个对象

string[,,] a3;//三维string数组类引用变量a3

string[][] j2;//数组的数组，即数组的元素还是数组

string[][][][] j3;

在数组声明的时候，可以对数组元素进行赋值。看下面的例子：

int[] a1=new int[]{1,2,3};//一维数组，有3个元素。

int[] a2=new int[3]{1,2,3};//此格式也正确

int[] a3={1,2,3};//相当于int[] a3=new int[]{1,2,3};

int[,] a4=new int[,]{

{1,2,3},{4,5,6}};//二维数组，a4[1,1]=5

int[,] a5={

{1,2,3},{4,5,6}};//和上条语句等价

int[][] j2=new int[3][];//定义数组j2,有三个元素，每个元素都是一个数组

j2[0]=new int[]{1,2,3};//定义第一个元素，是一个数组

j2[1]=new int[]{1, 2, 3, 4, 5, 6};//每个元素的数组可以不等长

j2[2]=new int[]{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};

1.4.9 字符串类(string类)

C#还定义了一个基本的类string，专门用于对字符串的操作。这个类也是在命名空间System中定义的，是类System.String的别名。字符串应用非常广泛，在string类中封装了许多方法，下面的一些语句展示了string类的一些典型用法：

l 字符串定义

string s;//定义一个字符串引用类型变量s

s="Zhang";//字符串引用类型变量s引用字符串"Zhang"

string FirstName="Ming";

string LastName="Zhang";

string Name=FirstName+" "+LastName;//+表示连接两个字符串

string SameName=Name;

char[] s2={'计','算','机','科','学'};

string s3=new String(s2);

l 字符串搜索

string s="ABC科学";

int i=s.IndexOf("科");

搜索"科"在字符串中的位置，规定第一个字符索引为0，所以"A"索引为0，"科"索引为3，因此这里i=3，如没有搜索到指定字符串i=-1。

l 字符串比较函数

string s1="abc";

string s2="abc";

int n=string.Compare(s1,s2);//n=0

n=0表示两个字符串相同，n小于零，s1<s2，n大于零，s1>s2。此方法区分大小写。也可用如下办法比较字符串：

string s1="abc";

string s="abc";

string s2="不相同";

if(s==s1)//还可用!=。虽然String是引用类型，但这里比较两个字符串的值

s2="相同";

l 判断是否为空字符串

string s="";

string s1="不空";

if(s.Length==0)

s1="空";

l 得到子字符串或字符

string s="取子字符串";

string sb=s.Substring(2,2);//从索引为2开始取2个字符，sb="字符",s内容不变

char sb1=s[0];//sb1='取'

Console.WriteLine(sb1);//显示：取

l 字符串删除函数

string s="取子字符串";

string sb=s.Remove(0,2);//从索引为0开始删除2个字符，sb="字符串",s内容不变

l 插入字符串

string s="计算机科学";

string s1=s.Insert(3,"软件");//s1="计算机软件科学"，s内容不变

l 字符串替换函数

string s="计算机科学";

string s1=s.Replace("计算机","软件");//s1="软件科学"，s内容不变

l 把字符串转换为字符数组

string S="计算机科学";

char[] s2=S.ToCharArray(0,S.Length);//属性Length为字符类对象的长度

l 其它数据类型转换为字符串

int i=9;

string s8=i.ToString();//s8="9"

float n=1.9f;

string s9=n.ToString();//s8="1.9"

其它数据类型都可用此方法转换为字符类对象

l 大小写转换

string s="AaBbCc";

string s1=s.ToLower();//把字符转换为小写，s内容不变

string s2=s.ToUpper();//把字符转换为大写，s内容不变

l 删除所有的空格

string s="A bc ";

s.Trim();//删除所有的空格

string类其它方法的使用请用帮助系统查看,方法是打开Visual Studio.Net的代码编辑器，键入string，将光标移到键入的字符串string上，然后按F1键。

1.4.10 类型转换

在C#语言程序中，经常会碰到类型转换问题。例如整型数和浮点数相加，C#会进行隐式转换。详细记住哪些类型数据可以转换为其它类型数据，是不可能的，也是不必要的，遇到类型转换，程序员掌握的基本原则是类型转换后不能导致信息丢失。C#语言中类型转换分为：隐式转换、显示转换、加框(boxing)和消框(unboxing)等三种。

一．隐式转换

隐式转换就是系统默认的、不需要加以声明就可以进行的转换。例如从int类型转换到long类型就是一种隐式转换。在隐式转换过程中，转换一般不会失败，转换过程中也不会导致信息丢失。例如：

int i=10;

long l=i;

二．显示转换

显式类型转换，又叫强制类型转换。与隐式转换正好相反，显式转换需要明确地指定转换类型，显示转换可能导致信息丢失。下面的例子把长整形变量显式转换为整型：

long l=5000;

int i=(int)l;//如果超过int取值范围，将产生异常

三．加框(boxing)和消框(unboxing)

加框(boxing)和消框(unboxing)是C#语言类型系统提出的核心概念，加框是值类型转换为object(对象)类型，消框是object(对象)类型转换为值类型。有了加框和消框的概念，对任何类型的变量来说最终我们都可以看作是object类型。

1 加框操作

把一个值类型变量加框也就是创建一个object对象，并将这个值类型变量的值复制给这个object对象。例如：