零点起飞学C#之类型.pptx

第3章 类 型,类型是C#语言中最为基本的概念之一。不同类型的变量将拥有不同的数据存储方式和操作方法。但是计算机不像人有聪明的大脑，因此我们需要定义不同的类型去告诉计算机，如何处理这些数据。C#语言的类型系统是统一的，它可以把任何类型的值都按照对象来处理。本章将讲解C#语言中各种类型，主要介绍值类型、引用类型、装箱、拆箱等。,3.1 什么是类型,本节为大家简述C#的类型。C#是一种强类型语言，所有的操作都会经过编译器的类型检查，非法操作将不能通过编译。因此，数据类型更显得重要。C#语言中的每一个类型都直接或间接派生于object类型，即object类型是C#语言所有类型的最终基类型。C#语言的类型可以分为以下3种类型。 值类型（value-type）：它的变量直接包含其数据。 引用类型（reference-type）：它的变量只存储对其数据的引用（即访问其数据的访问地址）。引用类型的变量又称为对象（object）。,指针类型（point-type）：和C、C+语言中的指针类似，而且只能用作在不安全代码中。在C#编程中很少使用指针类型，因此，在此不做详细介绍。 注意：对于值类型而言，值类型的变量总是包含该变量的值，它的值不可能为null。对于引用类型而言，两个变量可以引用同一个对象。因此在操作引用类型的变量时，可能同时修改了另外一个引用类型变量的值。,值类型的变量和引用类型的变量最大的差别就是存储其数据的方式。值类型的变量直接存储其数据，而引用类型的变量直接存储其数据的访问地址。值类型的变量和引用类型的变量存储数据的方式如下图所示。,值类型包含结构类型和枚举类型。结构类型包含数值类型、布尔类型和自定义结构类型。数值类型又包括整数类型、浮点数类型和decimal类型。数值类型包括sbyte、byte、int、uint等类型。引用类型包括object、string、类、接口、委托和数组类型。C#语言的类型关系图如下图所示。,3.2 值 类 型,值类型的变量直接包含其数据，而且其值不可能为null。通俗点讲，值类型是现金，引用类型就是存折。值类型要么是结构类型，要么是枚举类型。在操作值类型的变量时，只会影响该变量的数据，而不会影响另外一个变量的值。所有的值类型都直接或间接派生于System.ValueType类型。本节为大家详细讲述值类型的知识。 注意：System.ValueType类型本身不是值类型，而是引用类型。,值类型包括结构类型、枚举类型、布尔类型、自定义结构类型、sbyte、byte、char、short、ushort、int、uint、long、ulong、float、double和decimal类型。其中，C#语言提供了一种被称为“简单类型（simple type）”的预定义结构类型。这些类型通过C#保留字标识，如char、int等。本节将详细介绍值类型的知识点。,3.2.1 值类型的基础System.ValueType类型,System.ValueType是值类型的基础。所有的值类型都是由它直接或者间接继承而来。它包括以下三个方法： 注意：System.ValueType类型本身不是值类型，而是引用类型，且继承于object类型。 Equals()：判定当前实例与指定的对象是否相等。 GetHashCode()：返回当前实例的哈希代码。该哈希代码用于哈希表（一种数据结构）的散列运算。 ToString()：返回当前实例的完全限定类型名称。,【示例3-1】下面声明一个类型为System.ValueType的、值为10、名称为x的变量，并调用ToString()方法获取该变量的字符串表示形式。最后，在控制台上输出x变量的字符串表示形式。 System.ValueType x = 10; /声明x变量，并赋值为10 Console.WriteLine(x.ToString(); /获取x变量的字符串表示形式，并显示在控制台中 分析：上述代码执行之后，将显示x变量的哈希代码10。,3.2.2 整数类型,整数类型的变量的值为整型。根据各个变量所占位数空间的不同，C#语言提供了9种类型的整数类型，如sbyte、byte、short等。它们的具体说明、.NET Framework中的名称和取值范围如下表所示。,上表中的所有类型都属于简单类型。第1列中的名称为该类型的别名，第3列中的名称为该类型在.NET Framework中相对应的类型的名称，它们表示同样的意义。 1int类型 Int类型用来表示基本的整数类型。它表示的整数是32位，范围从2 147 483 648到2 147 483 647。 【示例3-2】下面声明一个类型为int的、名称为i的变量，并赋值为5。 int i = 5; /声明一个int型的变量i,2long类型 Long类型用来表示有符号的整数类型。它表示的整数是64位，范围从9 223 372 036 854 775 808到9 223 372 036 854 775 807。 【示例3-3】下面声明一个类型为long的、名称为j的变量，并赋值为200 800 000 000 000。 long j = 200800000000000; /声明一个long型的变量j,3char类型 char类型表示一个16位的unicode字符，而且可以隐式转换为一个整数，反之则不行。 【示例3-4】下面声明一个类型为char的、名称为s的变量，并赋值为a。在书写字符时，该字符要被单引号（）包围。 char s = a; /声明一个char型的变量s,【示例3-5】下面声明一个类型为char的、名称为s2的变量，并赋值为(char)10。(char)10表达式表示将整数10强制转换为char类型的变量。 char s2 = (char)10; /声明一个char型的变量s2，并将其赋值为10强制转换成的char类型 【示例3-6】下面声明一个类型为char的、名称为s3的变量，并赋值为x000A。x000A表达式为一个16进制数值。 char s3 = x000A; /声明一个char型的变量s3 注意：c2和c3变量表示同一个字符。,3.2.3 浮点型,浮点型数据表示的是实数，当计算的表达式有精度要求时被使用。C#提供了两种浮点型：单精度浮点型（float）和双精度浮点型（double）。float类型表示32位的单精度浮点数，它的取值范围为1.5e-453.4e38。double类型表示64位的双精度浮点数，它的取值范围为 5.0e-3241.7e308。浮点数包括以下3种特殊的值。 正零和负零：一般情况下，正零和负零的行为与简单的值零相同，但某些运算会区别对待此两种零。,正无穷大和负无穷大：无穷大是由非零数字被零除这样的运算产生的。例如，1.0/0.0产生正无穷大，而1.0/0.0产生负无穷大。 非数字（Not-a-Number）值：常缩写为NaN。NaN是由无效的浮点运算（如零被零除）产生的。 在直接书写float类型的变量的值时，必须在数值后添加后缀f或者F，否则编译出错。,【示例3-7】下面声明一个类型为float的、名称为f的变量，并赋值为100.1。 float f = 100.1f; /声明一个float型的变量f 同样地，在直接书写double类型的变量的值时，必须在数值后添加后缀d或者D，否则编译出错。 【示例3-8】下面声明一个类型为double的、名称为d的变量，并赋值为100.1。 double d = 100.1d; /声明一个double型的变量d 注意：浮点数在运算时，从来不会产生异常。相反，在异常情况下，浮点运算产生零、无穷大或NaN等值。例如，浮点运算的一个或两个操作数为NaN，或者当浮点数运算无效时，则运算的结果变成NaN。,3.2.4 decimal类型,decimal类型通常用来表示财务计算和货币计算。decimal类型表示128位的数值，取值范围为1.0e-287.9e28。书写decimal类型的值时，需要在数值后添加后缀m，否则编译出错。 【示例3-9】下面声明一个类型为decimal的、名称为de的变量，并赋值为100.123。 decimal de = 100.123m; /声明一个decimal型的变量de 注意：decimal类型不支持有符号的零、无穷大和NaN。,与浮点型相比，decimal类型具有较高的精度，但取值范围较小。因此，从浮点型到decimal类型的转换可能会产生溢出异常，而从decimal类型到浮点型的转换则可能导致精度损失。正是由于这些原因，所以，在浮点型和decimal类型之间不存在隐式转换。如果要转换浮点型到decimal类型，则必须使用强制转换方法。,【示例3-10】下面声明一个类型为float的、名称为fl的变量，并赋值为100.123。然后通过强制转换方式将fl变量的值转换为decimal类型的de变量。 float fl = 100.1f; decimal de = (decimal)fl; /声明一个decimal型的变量de，并赋值为将float型的变量fl强制转换成的decimal类型 注意：浮点数在运算时，从来不会产生异常。而decimal类型的值在运算时会产生异常，如当除数为0时。,3.2.5 bool类型,布尔（bool）类型表示真或假值。它只包含两个值：true和false，而且这两个值意义恰好相反。因此bool类型的变量或者表达式只能取这两个值中的一个。布尔类型和其他类型之间不存在任何标准转换。 【示例3-11】下面声明一个类型为bool的、名称为b的变量，并赋值为true。 bool b = true; /声明一个bool型的变量b,【示例3-12】下面声明一个类型为bool的、名称为b1的变量，并赋值为false。 bool b1 = false; /声明一个bool型的变量b1 注意：b和b1变量的值恰恰相反。因此，b1 = !b。其中，!为逻辑非运算符。,3.2.6 枚举类型,枚举类型是为一组在逻辑上密不可分的整数值提供便于记忆的符号。它是把相同类型、表达固定含义的一组数据作为一个集合放到一起形成新的数据类型。枚举类型也是一种值类型，它具有命名常量的独特的类型。每个枚举类型都有一个基础类型，该基础类型必须为byte、sbyte、short、ushort、int、uint、long或ulong。其中，默认的基础类型为int。 枚举类型一般包含一个或多个枚举值，每一个枚举值之间用逗号（,）分隔。枚举值又称为枚举数，它的默认基础类型为int。默认情况下，第一个枚举数的值为0，后面的每一个枚举数的值依次增1。,【示例3-13】下面声明一个名称为Week的枚举类型。 01 enum Week /声明一个枚举类型 02 03 Sunday = 0, 04 Monday, 05 Tuesday, 06 Wednesday, 07 Thursday, 08 Friday, 09 Saturday 10 ,Week类型包含7个枚举数：Sunday、Monday、Tuesday、Wednesday、Thursday、Friday和Saturday，分别表示星期中的每一天。Sunday枚举数的值为0，其他枚举数的值依次增1。 在声明枚举时，如果为该枚举添加了位标记Flags，那么该枚举的枚举数可以按照位运算方法进行运算。,【示例3-14】下面声明一个名称为File的枚举类型，并添加了位标记Flags。 01 Flags 02 enum File /声明一个枚举类型 03 04 None = 0, 05 Read = 1, 06 Write = 2, 07 Delete = 4 08 ,FileA类型包含4个枚举数：None、Read、Write和Delete，分别表示对文件不具有访问权限、读权限、写权限和删除权限。None、Read、Write和Delete枚举数的值分别为0、1、2和4。 如果某用户对一个文件既具有读权限，又具有写权限了，可以把File枚举数进行位运算得到。 【示例3-15】下面声明一个名称为x的、类型为File的变量。它的值由File枚举类型的Read和Write枚举数进行或运算得到。 File x = File.Read | File.Write; 注意：由于File.Read和File.Write的值分别为1和2，那么x变量的值应该为3（“1|2”表达式的结果）。,3.2.7 结构类型,结构类型通常是一组相关信息组合成的单一实体。其中的每个信息称为它的一个成员。结构类型在创建如点结构等小型对象的时候很灵活。结构类型也是一种值类型，它可以声明常量、字段、方法、属性、索引器、运算符、实例构造函数、静态构造函数和嵌套类型。有关结构类型的知识将在第9章中进行详细介绍。,3.3 引 用 类 型,引用类型的变量又称为对象，可存储对实际数据的引用。将一个变量指定给另一个变量时，只是指定了引用，而不是值。引用类型主要包括6种类型：对象类型、字符串类型、类类型、数组类型、接口类型和委托类型。引用类型继承自System.Object类。本节将详细介绍引用类型的知识。 注意：在使用引用类型的变量之前，往往要判断该变量的值是否为null。如果为null，则不能直接访问该变量。,3.3.1 类类型,类是C#或者面向对象程序设计中最重要的组成部分，如果没有类，所有使用C#编写的程序都不能进行编译。由于类声明创建了新的引用类型，所以就生成了一个类类型。类类型中包含了数据、函数和嵌套类型。其中，数据成员包括常量和字段，函数成员包括方法、属性、事件、索引器、运算符、实例构造函数、析构函数和静态构造函数。 特别地，类类型还支持一种被称为“继承”的机制。继承是指派生类可用来扩展和专门化基类的一种机制。有关类类型的知识将在第8章中进行详细介绍。,3.3.2 对象类型,object类型是C#内置的引用类型。在C#的统一类型系统中，所有类型都是直接或间接从object继承的。因此，C#中的任何类型都可以转换为object类型。 【示例3-16】下面声明一个类型为object的、名称为o的变量，并赋值为10。 object o = 10; /声明一个object类型的变量o 注意：object关键字仅仅是System.Object类的别名。,3.3.3 字符串类型,string类型也是C#内置的引用类型。字符串类型表示零或更多Unicode字符组成的序列。字符串（string）类型是直接从object继承而来的类类型，它对应着.NET Framework中的System.String类型。 【示例3-17】下面声明一个类型为string的、名称为s的变量，并赋值为abc字符串。 string s = “abc“; /声明一个string类型的变量s并赋初值abc string类的实例表示一串字符序列，即字符串。在书写字符串时，字符串要被双引号（“）包围。 注意：string类的实例是不可修改的。即一个字符串一旦被创建之后，它不能被修改。,【示例3-18】下面声明一个类型为string的、名称为s1的变量，并赋值为2012字符串。然后对s1变量执行赋值操作，并设置s1变量的值为2013字符串。 string s1 = “2012“; /声明一个string类型的变量s1并赋初值2012 s1 = “2013“; /将s1赋值为2013 在执行“string s1 = “2012“;”语句时，系统为s1变量分配了一块内存。在执行“s1 = “2013“;”语句时，系统又为s1变量分配了另外一块内存。这两块内存不是同一块内存。因此，对于s1变量分配而言，它的内容是不能被修改的。,执行“s1 = “ 2013 “;”语句的前后内存分别如下图所示。 注意：2012字符串所占用的内存是不能被修改的。 有关字符串类型的知识将在第19章中进行详细介绍。,3.3.4 数组类型,数组是指同类型数据组成的集合，它是数据最常用的存储方式之一。C#中的数组可以通过计算索引来访问数组中的每一个元素。每一个元素的类型称为数组的元素类型。有关数组类型的知识将在第10章中进行详细介绍。 【示例3-19】下面声明一个名称为arr的、元素类型为int的数组。在声明数组时，元素类型之后要紧跟一个中括号（）。 int arr; /声明一个数组arr,3.3.5 接口类型,接口类型定义了一种标准。C#接口只有签名，没有实现代码。所以只能从接口衍生对象而不能对接口进行实例化。接口就相当于对象之间的协议一样，在调用接口时可以不关心接口具体实现方法。这样某个对象进行改变时，其他对象不用进行任何修改还可正常运行。接口是一个数据结构，能够声明数据成员和函数成员。其中，数据成员主要包括属性，函数成员包括方法和事件。,【示例3-20】下面声明一个名称为Iinterface的接口。该接口声明了一个名称为Name的属性。 01 interface Iinterface /声明一个接口Iinterface 02 03 string Name 04 05 get; 06 set; 07 08 注意：在接口中只能声明属性、方法和事件，而不能实现这些属性、方法和事件。接口只是一种协定。实现某接口的类或结构必须遵守该接口定义的协定。 有关接口类型的知识将在第11章中进行详细介绍。,3.3.6 委托类型,委托类型的出现是为了弥补C#中去掉指针对灵活性带来的影响。委托是完全面向对象的，它把一个对象实例和方法进行了封装，所以委托是类型安全的。委托是一种数据结构，它能够引用一个或多个方法。特别地，对于实例方法，它还能够引用这些方法所对应的对象实例。委托类型能够将方法作为参数进行传递，并且还可以定义回调方法。有关接口类型的知识将在第12章中进行详细介绍。,【示例3-21】下面声明一个名称为MyFunction的委托。该委托指定的方法包含两个int类型的参数，且返回一个int的值。 delegate int MyFunction(int x,int y); /声明一个委托MyFunction,3.4 装箱和拆箱,装箱和拆箱是C#的类型系统中两个很重要的概念，它在值类型和引用类型之间架起了一座桥梁。通过装箱和拆箱操作，可以将任何值类型的变量的值与引用类型的变量的值转换。特别是可以将C#类型系统中的任何类型的值最终都可以按对象来处理。,3.4.1 装箱,引用类型总是分配在托管堆上，而值类型总是分配在堆栈上。装箱是指将值类型隐式转换为引用类型。对于值类型而言，装箱的具体过程：首先分配一个对象实例，然后将值类型的值复制到该实例中。装箱前后不是同一个实例。对于引用类型而言，装