一、類(lèi)型
C#是一種類(lèi)型安全的靜態(tài)語(yǔ)言。這要求創(chuàng)建任何變量時(shí)，都必須將其數(shù)據(jù)類(lèi)型告知編譯器；編譯器將確保只能將兼容的數(shù)據(jù)類(lèi)型存儲(chǔ)到變量中。這有助于避免常見(jiàn)的編程錯(cuò)誤，讓?xiě)?yīng)用程序更穩(wěn)定、更安全。
類(lèi)型分為三大類(lèi)：
- 值類(lèi)型
- 引用類(lèi)型
- 類(lèi)型參數(shù)
ps：實(shí)際上還有第4種類(lèi)型—指針，但核心C#語(yǔ)言不支持。指針包含數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的實(shí)際位置（地址）；還可對(duì)指針執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算，就像它們是數(shù)字一樣。雖然指針功能強(qiáng)大，但要正確、安全地使用它們也很難。
為提供指針的靈活性（這也會(huì)帶來(lái)危險(xiǎn)），C#允許您編寫(xiě)不安全的代碼，在這些代碼中可創(chuàng)建和操作指針。使用不安全的代碼和指針時(shí)，務(wù)必認(rèn)識(shí)到垃圾收集器不會(huì)跟蹤指針，您必須負(fù)責(zé)分配和釋放內(nèi)存。從某種意義上說(shuō)，這類(lèi)似于在C#程序中編寫(xiě)C語(yǔ)言代碼。
除顯式的不安全代碼塊外，C#不允許在其他地方使用指針，這可以完全避免一類(lèi)常見(jiàn)的錯(cuò)誤，讓C#更安全得多。
簡(jiǎn)單地說(shuō)，值類(lèi)型是完全獨(dú)立的，它“按值”復(fù)制。這意味著值類(lèi)型變量包含其數(shù)據(jù)，不會(huì)因?yàn)樘幚硪粋€(gè)變量而影響另一個(gè)變量。值類(lèi)型又分為結(jié)構(gòu)、枚舉類(lèi)型和可以為null的類(lèi)型。
引用類(lèi)型包含指向?qū)嶋H數(shù)據(jù)的引用，這意味著兩個(gè)變量可能指向同一個(gè)對(duì)象，而操作其中一個(gè)變量將影響另一個(gè)變量。引用類(lèi)型又分為類(lèi)、數(shù)組、接口和委托。
ps：同一類(lèi)型系統(tǒng)
雖然對(duì)類(lèi)型進(jìn)行了上述分類(lèi)，但 C#有一個(gè)統(tǒng)一類(lèi)型系統(tǒng)，使得可將任何非指針類(lèi)型值視為對(duì)象。這讓值類(lèi)型獲得了引用類(lèi)型的優(yōu)點(diǎn)，而不會(huì)增加不必要的開(kāi)銷(xiāo)；并可對(duì)任何值（包括預(yù)定義值類(lèi)型）調(diào)用對(duì)象方法。
二、預(yù)定義類(lèi)型
2.1 預(yù)定義類(lèi)型
C#預(yù)定義了一組類(lèi)型，這些類(lèi)型對(duì)應(yīng)于通用類(lèi)型系統(tǒng)中的類(lèi)型。
通過(guò)包括表示布爾值的類(lèi)型（取值為true或false），可避免混淆布爾變量和整數(shù)變量。這有助于消除多種常見(jiàn)的編程錯(cuò)誤，讓編寫(xiě)含義不言自明的代碼更容易。
ps：在C語(yǔ)言中，布爾值表示為整數(shù)，并讓程序員去決定0表示true還是false。通常，C語(yǔ)言程序定義表示整數(shù)值0和1的名稱(chēng)常量，以幫助消除這種模糊性，但并沒(méi)有禁止使用整數(shù)表示布爾值。
- 類(lèi)型decimal最少包含28個(gè)有效位，旨在避免金融計(jì)算的誤差。double類(lèi)型主要用于物理計(jì)算，以減少表示誤差。
- object是其他所有引用類(lèi)型和值類(lèi)型的基類(lèi)；string用于表示一系列Unicode字符，這種變量賦值后就不能修改，因此string變量是不可修改的。
- 除無(wú)符號(hào)整數(shù)類(lèi)型和sbyte外，其他所有預(yù)定義類(lèi)型都符合CLS，但是使用這些
- 類(lèi)型時(shí)，只要不將其聲明為公有的，您的代碼就符合CLS。如果這些類(lèi)型的變量必須是公有的，那么可轉(zhuǎn)而使用相應(yīng)的符合CLS的類(lèi)型。
- 對(duì)于sbyte，可使用符合CLS的類(lèi)型short代替。
- 對(duì)于uint，通常使用符合CLS的類(lèi)型long代替；如果存儲(chǔ)的值小于2147483647.5，那么也可使用int代替。
- 對(duì)于 ulong ，通?？墒褂梅?CLS 的類(lèi)型 decimal 代替，如果存儲(chǔ)的值小于9223372036854775807.5，那么也可使用long代替
- 對(duì)于ushort，通?？墒褂梅螩LS的類(lèi)型int代替，如果存儲(chǔ)的值小于32767.5，那么也可使用short代替。
- System.Object：所有的值類(lèi)型以及類(lèi)、數(shù)組和委托等引用類(lèi)型都是從 object 派生而來(lái)的。接口類(lèi)型可能是從其他接口類(lèi)型派生而來(lái)的，但可轉(zhuǎn)換為object。
- 類(lèi)型參數(shù)實(shí)際上不是從任何類(lèi)型派生而來(lái)的，但可轉(zhuǎn)換為object。
- 不安全的指針類(lèi)型既不是從object派生而來(lái)的，也不能轉(zhuǎn)換為object，因?yàn)樗鼈儾皇艹Ｒ?guī)C#類(lèi)型規(guī)則的管轄。
- 這一切意味著C#中的所有非指針類(lèi)型都可轉(zhuǎn)換為object，但可能并不是從object派生而來(lái)的。
- C#還有一些特殊的類(lèi)型，其中最常見(jiàn)的是void。void表示不知道類(lèi)型。dynamic類(lèi)型類(lèi)似于 object，主要的不同之處在于，對(duì)這種類(lèi)型執(zhí)行的所有操作都將在運(yùn)行階段（而不是編譯階段）解析。
- 雖然void和dynamic都是類(lèi)型，但var是隱式類(lèi)型，讓編譯器根據(jù)賦給變量的數(shù)據(jù)確定變量的類(lèi)型。
ps：var并非Variant的縮寫(xiě)
最初引入 var類(lèi)型時(shí)，很多人認(rèn)為它相當(dāng)于Visual Basic中的Variant類(lèi)型。Variant 變量可用于存儲(chǔ)其他任何數(shù)據(jù)類(lèi)型的值，因此不屬于強(qiáng)類(lèi)型；而var類(lèi)型仍是強(qiáng)類(lèi)型，因?yàn)樵诰幾g階段將用特定數(shù)據(jù)類(lèi)型替換它。盡管如此，過(guò)度使用var可能降低代碼的可讀性，因此應(yīng)慎用。
2.2 其他的常用類(lèi)型
除標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)定義類(lèi)型外，.NET Framework還提供了用于表示其他常用值的類(lèi)型。不同于預(yù)定義類(lèi)型，這些類(lèi)型沒(méi)有C#別名，但對(duì)其可執(zhí)行的操作不受影響。
2.2.1 日期和時(shí)間
要處理日期和時(shí)間值，可使用結(jié)構(gòu)DateTime，它能夠創(chuàng)建表示日期和時(shí)間、僅日期或僅時(shí)間的變量。新建DateTime變量時(shí)，最常見(jiàn)的方法有兩種：使用各種重載的構(gòu)造函數(shù)之一；使用4個(gè)靜態(tài)的分析方法之一—Parse、ParseExact、TryParse或TryParseExact。
DateTime的常用屬性
對(duì)日期或時(shí)間值進(jìn)行加減運(yùn)算時(shí)，可使用相應(yīng)的實(shí)例方法，它們返回一個(gè)新的DateTime值，而不是修改原來(lái)的值。
DateTime常用的算術(shù)運(yùn)算方法：
還可使用減法運(yùn)算符將兩個(gè)DateTime值相減，結(jié)果為一個(gè)TimeSpan實(shí)例。TimeSpan實(shí)例表示時(shí)間間隔，以天數(shù)、小時(shí)數(shù)、分鐘數(shù)、秒數(shù)和毫秒數(shù)表示，可正可負(fù)。為確保一致性，時(shí)間間隔以天數(shù)為單位。還可將DateTime與TimeSpan相加或相減，結(jié)果為一個(gè)新的DateTime實(shí)例。
TimeSpan常用的方法和屬性
2.2.2 全局唯一標(biāo)識(shí)符（GUID）
GUID是一個(gè)128位的整數(shù)值，重復(fù)的可能性很小，每當(dāng)需要唯一標(biāo)識(shí)符時(shí)就可以使用它。結(jié)構(gòu)System.Guid、能夠創(chuàng)建和比較GUID值
常用成員：
2.2.3 統(tǒng)一資源標(biāo)識(shí)符（URI）
URI是內(nèi)聯(lián)網(wǎng)或Internet上可用資源的簡(jiǎn)潔表示，可以是絕對(duì)URI（如網(wǎng)頁(yè)地址），也可以是相對(duì)URI，后者必須根據(jù)基本URI進(jìn)行擴(kuò)展。
Uri類(lèi)讓您能夠新建URI以及訪(fǎng)問(wèn)URI的成員，它還提供了處理URI所需的方法，如分析、比較和合并。
常用成員：
Uri實(shí)例是不能修改的。要?jiǎng)?chuàng)建可修改的URI，可使用UriBuilder。UriBuilder類(lèi)讓您能夠輕松地修改URI的屬性，而無(wú)需每次修改時(shí)都新建實(shí)例。
Uri和UriBuilder都有的屬性（在Uri中，這些屬性是只讀的）：
2.2.4 BigInteger
類(lèi)型 System.Numerics.BigInteger 表示任意大的整數(shù)值，從理論上說(shuō)，沒(méi)有上限和下限。創(chuàng)建BigInteger實(shí)例后，可以像使用其他整數(shù)類(lèi)型一樣使用，可對(duì)其進(jìn)行基本的數(shù)學(xué)運(yùn)算和比較。
結(jié)構(gòu)BigInteger包含其他整數(shù)類(lèi)型的方法和Math類(lèi)的方法，還有專(zhuān)門(mén)針對(duì)BigInteger的成員。
這個(gè)結(jié)構(gòu)的常用成員：
2.3 運(yùn)算符
C#支持大量的運(yùn)算符，但是這里只介紹比較常用的運(yùn)算符。運(yùn)算符是一種特殊符號(hào)，用于在表達(dá)式中指出要執(zhí)行哪種運(yùn)算。所有C#預(yù)定義類(lèi)型都支持運(yùn)算符，但是并非所有類(lèi)型支持的運(yùn)算符都相同。
按優(yōu)先級(jí)順序列出了所有的C#運(yùn)算符。在每個(gè)類(lèi)別中，運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)順序相同。
2.3.1 算術(shù)運(yùn)算符和賦值運(yùn)算符
C#提供了支持標(biāo)準(zhǔn)數(shù)學(xué)運(yùn)算的運(yùn)算符：加法（+）、減法（?）、乘法（*）和除法（/）。根據(jù)相除的數(shù)據(jù)類(lèi)型的不同，除法的行為也稍有不同：將兩個(gè)整數(shù)相除時(shí)，結(jié)果為整數(shù)，并將余數(shù)丟棄。要獲得整數(shù)除法的余數(shù)，必須使用求模運(yùn)算符%。
C#還支持復(fù)合賦值運(yùn)算符，這種運(yùn)算符將算術(shù)運(yùn)算和賦值合而為一。對(duì)于每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)算術(shù)運(yùn)算符和求模運(yùn)算符，都有相應(yīng)的復(fù)合賦值運(yùn)算符，分別是+ =、? =、* =、/ =和% =，這些運(yùn)算符將賦值分別與加法、減法、乘法、除法和求模合而為一。
2.3.2 關(guān)系運(yùn)算符
關(guān)系運(yùn)算符用于比較兩個(gè)值，結(jié)果為布爾值。
2.3.3 邏輯運(yùn)算符
邏輯運(yùn)算符用于布爾表達(dá)式中，結(jié)果為true或false。
邏輯運(yùn)算符的行為規(guī)則很容易總結(jié)。假設(shè)x和y都是布爾表達(dá)式，邏輯運(yùn)算的結(jié)果如下：
2.3.4 條件運(yùn)算符
條件運(yùn)算符（也稱(chēng)為三目運(yùn)算符，因?yàn)樗婕?項(xiàng)）對(duì)編寫(xiě)簡(jiǎn)潔表達(dá)式很有幫助，它對(duì)條件進(jìn)行評(píng)估，并根據(jù)結(jié)果返回兩個(gè)值之一。
條件運(yùn)算符的格式如下：
condition ? consequence : alternative
當(dāng)condition為true時(shí)，將計(jì)算consequence并返回結(jié)果；如果condition為false，則計(jì)算alternative并返回結(jié)果。
ps：三目運(yùn)算符常見(jiàn)的問(wèn)題
這個(gè)運(yùn)算符是右結(jié)合的，這與其他大部分運(yùn)算符（左結(jié)合的）不同。這意味著對(duì)于下面的表達(dá)式相當(dāng)于 a ? b : ( c ? d : e )：
a ? b : c ? d : e
條件表達(dá)式的類(lèi)型是由consequence和alternative的類(lèi)型決定的，而不是它被賦給的變量決定的。
因此，consequence 和 alternative 的類(lèi)型必須相同，這意味著下面這樣的表達(dá)式無(wú)法通過(guò)編譯，因?yàn)槠鋍onsequence的類(lèi)型為int，而alternative的類(lèi)型為string：
object x = b ? 0 : "hello";
雖然上述代碼不實(shí)用，根本不應(yīng)在其他地方使用，但是其正確的書(shū)寫(xiě)方式可能如下：
object x = b ? (object)0 : (object)"hello";
2.4 默認(rèn)值
各種預(yù)定義數(shù)據(jù)類(lèi)型的默認(rèn)值：
對(duì)于整型類(lèi)型，默認(rèn)值為零。char類(lèi)型的默認(rèn)值為空字符，而bool類(lèi)型的默認(rèn)值為false。類(lèi)型object和string的默認(rèn)值為null，即沒(méi)有指向任何對(duì)象。
2.5 null和可以為null的類(lèi)型
這些默認(rèn)值意味著值類(lèi)型不能為 null，看起來(lái)好像是合理的。然而，當(dāng)使用數(shù)據(jù)庫(kù)、其他外部數(shù)據(jù)源或其他可能沒(méi)有指定值的數(shù)據(jù)類(lèi)型時(shí)，會(huì)帶來(lái)一定的限制。一個(gè)典型的示例就是數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)值字段，它可以存儲(chǔ)任何整型數(shù)據(jù)，也可能沒(méi)有值。
對(duì)于這種問(wèn)題，可以為null的數(shù)據(jù)類(lèi)型提供解決方案?？梢詾閚ull的類(lèi)型是這樣一種值類(lèi)型：可表示其底層類(lèi)型指定范圍內(nèi)的值以及null值?？梢詾閚ull的類(lèi)型用語(yǔ)法Nullable<T>或T?表示，其中T是一種值類(lèi)型。語(yǔ)法T?使用更廣泛。給可以為null的類(lèi)型的變量賦值時(shí)，方法與給其他變量賦值相同：
int = 10;
int? = 10;
int? = null;
要獲取可以為 null 的類(lèi)型的變量的值，應(yīng)使用方法 GetValueOrDefault，它返回賦給變量的值，如果沒(méi)有賦值，就返回底層類(lèi)型的默認(rèn)值。另外，還可以使用屬性 HasValue （如果給變量賦值了，該屬性將為true）和Value（它返回變量的實(shí)際值，如果值為null，就將引發(fā)異常）。
所有可以為 null 的類(lèi)型（包括引用類(lèi)型）都支持 null 合并運(yùn)算符（??）。將可以為 null的類(lèi)型的變量賦給不能為null的類(lèi)型的變量時(shí)，可使用該運(yùn)算符指定要返回的默認(rèn)值。如果該運(yùn)算符左邊的操作數(shù)為 null，就返回右邊的操作數(shù)；否則，返回左邊的操作數(shù)。程序清單2.4演示了如何使用null合并運(yùn)算符。
2.6 強(qiáng)制轉(zhuǎn)換與轉(zhuǎn)換
作為統(tǒng)一類(lèi)型系統(tǒng)的一部分，所有值類(lèi)型都可以轉(zhuǎn)換為 object。值類(lèi)型變量需要用作引用類(lèi)型時(shí)，將自動(dòng)創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象“箱”，并將值復(fù)制到箱子中。裝箱后，對(duì)一個(gè)變量的操作不會(huì)影響另一個(gè)。將對(duì)象箱變回到原來(lái)的值類(lèi)型時(shí)，將把箱子內(nèi)的值復(fù)制到變量中。
ps：裝箱與取消裝箱
值類(lèi)型和引用類(lèi)型之間的轉(zhuǎn)換通常稱(chēng)為強(qiáng)制轉(zhuǎn)換（cast），因?yàn)檫@種轉(zhuǎn)換使用C# cast運(yùn)算符，但是相應(yīng)的CIL指令為 box和 unbox。
裝箱轉(zhuǎn)換總是隱式的，它將值類(lèi)型轉(zhuǎn)換為引用類(lèi)型。取消裝箱總是顯式的，它將裝箱的值類(lèi)型（引用類(lèi)型）轉(zhuǎn)換為值類(lèi)型。
裝箱和取消裝箱操作占用的資源很多，開(kāi)銷(xiāo)也很大，應(yīng)盡可能避免并確保使用正確的類(lèi)型來(lái)解決問(wèn)題。
如下是各種預(yù)定義類(lèi)型支持且能成功完成的隱式轉(zhuǎn)換。之所以允許這些隱式轉(zhuǎn)換，是因?yàn)閺脑紨?shù)值類(lèi)型轉(zhuǎn)換為新的數(shù)值類(lèi)型時(shí)不會(huì)降低量級(jí)。
ps：隱式轉(zhuǎn)換
隱式轉(zhuǎn)換可能降低精度，但是不應(yīng)降低量級(jí)。以將 int 值轉(zhuǎn)換為 float值為例，它們都是32位的，但是并非每個(gè)int值都可以精確地表示為float，這將導(dǎo)致精度降低。然而，由于float的取值范圍比int大，因此這種轉(zhuǎn)換不會(huì)降低量級(jí)。
在轉(zhuǎn)換可能降低精度時(shí)，必須進(jìn)行顯式轉(zhuǎn)換，此時(shí)需要指定要將原始值轉(zhuǎn)換為哪種類(lèi)型。顯式轉(zhuǎn)換的形式為(T) E，如圖所示，它將E的值轉(zhuǎn)換為類(lèi)型T。
顯式轉(zhuǎn)換存在的問(wèn)題是，如果不小心，代碼就可能能夠編譯，但是運(yùn)行時(shí)會(huì)失敗。顯式轉(zhuǎn)換告訴編譯器，您定這種轉(zhuǎn)換能夠成功，如果不成功，導(dǎo)致的運(yùn)行階段錯(cuò)誤也是可以接受的。
為降低顯式轉(zhuǎn)換在運(yùn)行階段失敗的可能性，C#提供了 as運(yùn)算符，其形式為 e as T，其中e是一個(gè)表達(dá)式，而T必須是引用類(lèi)型或可以為null的類(lèi)型。as運(yùn)算符告訴編譯器，有充分的理由相信轉(zhuǎn)換將成功，它試圖將值轉(zhuǎn)換為類(lèi)型T并返回結(jié)果，如果轉(zhuǎn)換失敗，就返回null。
為利用as運(yùn)算符，可將上圖所示的代碼重寫(xiě)為如下形式：
int? i = 36;
object boxed = i;
int? j = boxed as int?;
