<展現C#> 第四章 C#類型

2019-11-18 22:07:07

字體：大中小

來源：轉載

供稿：網友

                                 第四章  C#類型

    既然你知道了怎樣創建一個簡單的C#程序，我將會給你介紹C#的類型系統。在這一章中，你學到如何使用不同的值和引用類型，加框和消框機制能為你作些什么。盡管這一章的不側重于例子，但你可以學到很多重要的信息，關于如何創建現成類型的程序。
4.1 值類型
    各種值類型總是含有相應該類型的一個值。C#迫使你初始化變量才能使用它們進行計算-變量沒有初始化不會出問題，因為當你企圖使用它們時，編譯器會告訴你。
每當把一個值賦給一個值類型時，該值實際上被拷貝了。相比，對于引用類型，僅是引用被拷貝了，而實際的值仍然保留在相同的內存位置，但現在有兩個對象指向了它（引用它）。C#的值類
型可以歸類如下：
·簡單類型（Simple types ）
·結構類型（struct types）
·枚舉類型（Enumeration types）
4.1.1  簡單類型
    在C#中出現的簡單類型共享一些特性。第一，它們都是.NET系統類型的別名。第二，由簡單類型組成的常量表達式僅
在編譯時而不是運行時受檢測。最后，簡單類型可以按字面被初始化。以下為C#簡單類型歸類：
·整型
·布爾型
· 字符型 (整型的一種特殊情況)
·浮點型
·小數型

4.1.1.1  整型
    C#中有9個整型。 sbyte 、byte、 short、 ushort、 int、 uint、 long、 ulong 和 char（單獨一節討論）。它們
具有以下特性：

·sbyte型為有符號8位整數，取值范圍在128~127之間。
·bytet型為無符號16位整數，取值范圍在0~255之間。
·short型為有符號16位整數，取值范圍在-32,768~32,767之間。
·ushort型為無符號16位整數，取值范圍在0~65,535之間。
·int型為有符號32位整數，取值范圍在-2,147,483,648~ 2,147,483,647之間。
·uint型為無符號32位整數，取值范圍在  0 ~ 4,294,967,295之間。
·long型為64位有符號整數，取值范圍在9,223,372,036,854,775,808~ 9,223,372,036,854,775,807之間。
·ulong型為64位無符號整數，取值范圍在0 ~ 18,446,744,073,709,551,615之間。

    VB和C程序員都可能會對int和long數據類型所代表的新范圍感到驚訝。和其它的編程語言相比，在C#中，int不再取決
于一個機器的字（Word)的大小，而long被設成64位。

4.1.1.2  布爾型
    布爾數據類型有true和false兩個布爾值。可以賦于true或false值給一個布爾變量，或可以賦于一個表達式，其所求
出的值等于兩者之一：
bool bTest = (80 > 90);
         與C和C++相比，在C#中，true值不再為任何非零值。不要為了增加方便而把其它整型轉換成布爾型。

4.1.1.3  字符型
    字符型為一個單Unicode 字符。一個Unicode字符16位長，它可以用來表示世界上多種語言。可以按以下方法給一個字
符變量賦值：
char chSomeChar = 'A';
     除此之外，可以通過十六進制轉義符（前綴/x）或Unicode表示法給變量賦值（前綴/u）：
char chSomeChar = '/x0065';
char chSomeChar = '/u0065';
    不存在把char轉換成其它數據類型的隱式轉換。這就意味著，在C#中把一個字符變量當作另外的整數數據類型看待是
行不通的——這是C程序員必須改變習慣的另一個方面。但是，可以運用顯式轉換：
char chSomeChar = (char)65;
int nSomeInt = (int)'A';
      在C中仍然存在著轉義符（字符含義）。要換換腦筋，請看表4.1。

Table 4.1 轉義符（ Escape Sequences）

轉義符                  字符名
/'                            單引號
/"                           雙引號
//                           反斜杠
/0                        空字符
/a                        感嘆號（Alert  ）
/b                        退格
/f                        換頁
/n                       新行
/r                        回車
/t                       水平 tab
/v                      垂直tab

4.1.1.4  浮點型
     兩種數據類型被當作浮點型：float和double。它們的差別在于取值范圍和精度：
     float: 取值范圍在 1.5x10^-45~ 3.4x10^38之間，精度為7位數。
     double: 取值范圍在 5.0x10^-324 ~ 1.7x10^308之間，精度為 15~16 位數。
    當用兩種浮點型執行運算時，可以產生以下的值：
    正零和負零
    正無窮和負無窮
    非數字值（Not-a-Number，縮寫NaN）
    非零值的有限數集
    另一個運算規則為，當表達式中的一個值是浮點型時，所有其它的類型都要被轉換成浮點型才能執行運算。

4.1.1.5   小數型（The decimal Type)
    小數型是一種高精度、128位數據類型，它打算用于金融和貨幣的計算。它所表示的范圍從大約1.0x10^-28 到
7.9x10^28，具有28至29位有效數字。要注意，精度是以位數 (digits)而不是以小數位（decimal places)表示。運算準確
到28個小數位的最大值。
    正如你所看到的，它的取值范圍比double的還窄，但它更精確。因此，沒有decimal和double之間的隱式轉換——往一
個方向轉換可能會溢出，往另外一個方向可能會丟失精度。你不得不運用顯式轉換。
     當定義一個變量并賦值給它時，使用 m 后綴以表明它是一個小數型：
          decimal decMyValue = 1.0m;
     如果省略了m，在變量被賦值之前，它將被編譯器認作double型。

4.1.2  結構類型
     一個結構類型可以聲明構造函數、常數、字段、方法、屬性、索引、操作符和嵌套類型。盡管列出來的功能看起來象
一個成熟的類，但在C#中，結構和類的區別在于結構是一個值類型，而類是一個引用類型。與C++相比，這里可以用結構關
鍵字定義一個類。
    使用結構的主要思想是用于創建小型的對象，如Point和FileInfo等等。你可以節省內存，因為沒有如類對象所需的那
樣有額外的引用產生。例如，當聲明含有成千上萬個對象的數組時，這會引起極大的差異。
    清單4.1  包含一個命名為ip的簡單結構，它表示一個使用byte類型的4個字段的IP地址。我不包括方法等，因為這些
工作正如使用類一樣，將在下一章有詳細的描述。

清單4.1   定義一個簡單的結構

1: using System;
2:
3: struct IP
4: {
5:  public byte b1,b2,b3,b4;
6: }
7:
8: class Test
9: {
10:  public static void Main()
11:  {
12:   IP myIP;
13:   myIP.b1 = 192;
14:   myIP.b2 = 168;
15:   myIP.b3 = 1;
16:   myIP.b4 = 101;
17:   Console.Write("{0}.{1}.",myIP.b1,myIP.b2);
18:   Console.Write("{0}.{1}",myIP.b3,myIP.b4);
19:  }
20: }

4.1.3  枚舉類型
   當你想聲明一個由一指定常量集合組成的獨特類型時，枚舉類型正是你要尋覓的。最簡單的形式，它看起來可能象這
樣：
        enum MonthNames { January, February, March, APRil };
   因我慣用缺省設置，故枚舉元素是int型，且第一個元素為0值。每一個連續的元素按1遞增。如果你想給第一個元素直
接賦值，可以如下把它設成1：
        enum MonthNames { January=1, February, March, April };
    如果你想賦任意值給每個元素——甚至相同的值——這也沒有問題：
        enum MonthNames { January=31, February=28, March=31, April=30 };
    最后的選擇是不同于int的數據類型?？梢栽谝粭l語句中按如此賦值：
         enum MonthNames : byte { January=31, February=28, March=31, April=30 };
    你可以使用的類型僅限于long、int、short和byte。

4.2   引用類型
    和值類型相比，引用類型不存儲它們所代表的實際數據，但它們存儲實際數據的引用。在C#中提供以下引用類型給你
使用：
·對象類型
·類類型
·接口
·代表元
·字符串類型
·數組

4.2.1  對象類型
    對象類型是所有類型之母——它是其它類型最根本的基類。因為它是所有對象的基類，所以可把任何類型的值賦給
它。例如，一個整型：
         object theObj = 123;
    給所有的C++程序員一個警告：object并不等價于你可能正在尋找的void*。無論如何，忘掉指針總是個好主意。
    當一個值類型被加框（作為一個對象利用）時，對象類型就被使用了。這一章稍后會討論到加框和消框

4.2.2   類類型
    一個類類型可以包含數據成員、函數成員和嵌套類型。數據成員是常量、字段和事件。函數成員包括方法、屬性、索
引、操作符、構造函數和析構函數。類和結構的功能是非常相似的，但正如前面所述，結構是值類型而類是引用類型。
    和C++相比，僅允許單繼承。（你不能擁有派生一個新對象的多重基類。）  但是，C#中的一個類可以派生自多重接
口，該接口在下一節將得到描述。
    第五章 “類”專門討論使用類編程。這一節僅打算給出C#類在哪里適合類型圖的一個全貌。

4.2.3  接口
     一個接口聲明一個只有抽象成員的引用類型。跟C++中相似的概念為：一個結構的成員，且方法等于0。如果你不知道
那些概念的任何東西，這里就是在C#中一個接口實際所做的。僅僅只存在著方法標志，但根本就沒有執行代碼。這就暗示
了不能實例化一個接口，只能實例化一個派生自該接口的對象。
     可以在一個接口中定義方法、屬性和索引。所以，對比一個類，接口有什么特殊性呢？當定義一個類時，可以派生自
多重接口，而你只能可以從僅有的一個類派生。
     你可能會問："OK，但我必須實現所有的接口成員，那么我能從這個途徑得到什么呢?" 我想舉一個來自.NET的例子：
很多類實現了IDictionary 接口。你可以使用簡單的類型轉換訪問接口：
IDictionary myDict = (IDictionary)someobjectthatsupportsit;
     現在你的代碼可以訪問字典了。可等等，我說很多類可以實現這個接口——所以，你可以在多個地方重用代碼來訪問
IDictionary 接口！一旦學會，任何地方都可使用。
     當你決定在類設計中使用接口時，學習更多關于面向對象的設計是個好主意。這本書不能教你這些概念，但你可以學
習如何創建接口。以下的代碼段定義接口IFace，它只有一個方法：
interface IFace
{
void ShowMyFace();
}
     正如我所提到的，不能從這個定義實例化一個對象，但可以從它派生一個類。因此，該類必須實現ShowMyFace抽象方
法：
class CFace:IFace
{
public void ShowMyFace()
{
  Console.WriteLine("implementation");
}
}

   接口成員和類成員的區別在于，接口成員不能被實現。因此，我不想在下一章中再次提到這一點。

4.2.4  代表元
    一個代表元封裝了具有一些標志的一個方法?；旧希碓穷愋桶踩秃瘮抵羔樀陌踩姹?回調功能)?？梢酝?br>時在一個代表元實例中同時封裝靜態和實例方法。
盡管你可以用代表員當作具有方法，但它們的主要用途是擁有有一個類事件。再次，我想把你引到下一章，那里會詳細地
討論類。
4.2.5  字符串類型
   C程序員可能會詫異，但當然，C#有一個用于操作字符串數據的基本字符串類型。字符串類直接派生自對象，且它是被
密封的，這意味著再不能從它派生類。就象其它類型，字符串是預定義類System String的一個別名。
   它的用法十分簡單：
string myString = "some text";
   合并字符串同樣簡單：
string myString = "some text" + " and a bit more";
   而如果你想訪問單個字符，所要做的就是訪問下標：
char chFirst = myString[0];
當比較兩個字符串是否相等時，簡單地使用"=="比較操作符。
if (myString == yourString) ...
我只不過想提到，盡管字符串是一個引用類型，比較時是比較值，而不是比較引用(內存地址)。
   字符串類型幾乎用于這本書的每一個例子中，而且在這些例程中，我會介紹給你一些由字符串對象所顯露的極其有趣的
方法。
4.2.6  數組
     一個數組包含有通過計算下標訪問的變量。所有包含于數組中且被當作元素的變量必須是同一類型。這種類型自然被
稱為"數組類型"。數組可以存儲整數對象、字符串對象或者你提出的任何對象。
      數組的維數就是所謂的排(rank)，它決定了相關數組元素的下標數。最常用的數組是一維數組(第一排)。一個多維
數組具有的排數大于1 。每個維的下標始于0，終于維的長度減1 。
應有足夠的理論支持。讓我們看一下用一個數組初始化器( array initializer)初始化的數組：
string[] arrLanguages = { "C", "C++", "C#" };
     該簡寫效果等同以下：
arrLanguages[0]="C"; arrLanguages[1]="C++"; arrLanguages[2]="C#";
     而編譯器為你做了所有的工作。當然，它將同樣為多維數組初始化器工作：
int[,] arr = {{0,1}, {2,3}, {4,5}};
     它是以下的簡寫：
arr[0,0] = 0; arr[0,1] = 1;
arr[1,0] = 2; arr[1,1] = 3;
        arr[2,0] = 4; arr[2,1] = 5;
    如果你不想事先初始化一個數組，但知道了它的大小，該聲明就象這樣：
        int[,] myArr = new int[5,3];
    如果數組的大小必須動態地被計算，用于數組創建的語句可以象這樣寫：
        int nVar = 5;
        int[] arrToo = new int[nVar];
    正如我在這一節開始所陳述的，你可以往數組里面塞任何東西，只要所有的元素類型都相同。因此，如果你想把任何
東西放進一個數組，就聲明它的類型為對象：

4.3  加框和消框
      這一章的課程中，我已經給出了各式各樣的值類型和引用類型。由于速度的原因，你會使用值類型——它除了占據
一定空間的內存塊外，就沒有什么了。但是，有時對象的方便性就象值類型一樣好用。
      這就是加框和消框登上了舞臺的地方，加框和消框是C#類型系統的核心概念。通過允許一個值類型轉換成類型對象
或從類型對象轉換成值類型，這種機制形成了值類型和引用類型之間的捆綁連接。任何東西終究是一個對象——但是，僅
當需要它們是對象時。
4.3.1  加框轉換
     給一個值加框指隱式地把任何值類型轉換成類型對象。當一個值類型被加框時，一個對象實例就被分配，且值類型的
值被拷貝給新的對象。
看以下例子：
        int nFunny = 2000;
        object oFunny = nFunny;
     第二行的賦值暗示調用一個加框操作。nFunny整型變量的值被拷貝給oFunny對象。現在整型變量和對象變量都同時存
在于棧中，但對象的值居留在堆中。
      那么，它暗示著什么呢?它們的值互相獨立——在它們之間沒有連接。(oFunny沒有引用nFunny的值。)  以下代碼說
明了結果：
        int nFunny = 2000;
        object oFunny = nFunny;
        oFunny = 2001;
        Console.WriteLine("{0} {1}", nFunny, oFunny);
     當代碼改變oFunny的值時，nFunny的值并沒有改變。只要你腦袋中有這個copy動作，就能夠使用值類型的對象功能，
發揮出你的巨大優勢！
4.3.2  消框轉換
    和加框相比，消框是顯式操作——必須告訴編譯器，你想從對象中抽取出哪一種值類型。當執行消框操作時，C#檢測
所請求的值類型實際上存儲在對象實例中。經過成功的校驗，該值被消框。

    這就是消框如何執行：
int nFunny = 2000;
object oFunny = nFunny;
int nNotSoFunny = (int)oFunny;

    如果錯誤地請求一個double值
double nNotSoFunny = (double)oFunny;
通用語言運行時(Common Language Runtime，簡寫CLR)將會引發一個InvalidCastException異常。你可以在第7章 "異常處
理" 中學到更多有關異常處理的知識。

4.4  小結
    在這一章中，你學到了C#中用到的各種類型。簡單的值類型包括整型、布爾型、浮點型和小數型。你會非常經常地用
到一些類型，進行數學和金融的計算，還有邏輯表達。
在介紹引用類型之前，我顯示了一個看起來象類的結構類型。它幾乎如一個類般地運作，但它只是一個值類型，這使它更
加適合需要有大量的小對象的場合。
    引用類型起始于所有對象之母的objedt本身。object是C#中所有對象的基類，且它同樣用于值類型的加框和消框。除
此之外，我還讓你領略了代表元、字符串和數組。
    令C#程序員十分神氣的類型就是類。它是C#面向對象編程的心臟，下一章整章專門讓你迅速理解這個激動人心且功能
強大的類型。

上一篇：<展現C#> 第五章類 (1) 

下一篇：<展現C#> 第二章 NGWS Runtime 技術基礎