2.4  预定义数据类型

前面介绍了如何声明变量和常量，下面要详细讨论C#中可用的数据类型。与其他语言相比，C#对其可用的类型及其定义进行了过分的修饰。

2.4.1  值类型和引用类型

在开始介绍C#中的数据类型之前，理解C#把数据类型分为两种是非常重要的：

●       值类型

●       引用类型

下面几节将详细介绍值类型和引用类型的语法。从概念上看，其区别是值类型直接存储其值，而引用类型存储对值的引用。与其他语言相比，C#中的值类型基本上等价于VB或C++中的简单类型(整型、浮点型，但没有指针或引用)。引用类型与VB中的引用类型相同，与C++中通过指针访问的类型类似。

这两种类型存储在内存的不同地方：值类型存储在堆栈中，而引用类型存储在托管堆上。注意区分某个类型是值类型还是引用类型，因为这种存储位置的不同会有不同的影响。例如，int是值类型，这表示下面的语句会在内存的两个地方存储值20：

// i and j are both of type int

i = 20;

j = i;

但考虑下面的代码。这段代码假定已经定义了一个类Vector，Vector是一个引用类型，它有一个int类型的成员变量Value：

Vector x, y

x = new Vector ();

x.Value = 30;   // Value is a field defined in Vector class

y = x;

Console.WriteLine(y.Value);

y.Value = 50;

Console.WriteLine(x.Value);

要理解的重要一点是在执行这段代码后，只有一个Vector对象。x和y都指向包含该对象的内存位置。因为x和y是引用类型的变量，声明这两个变量只是保留了一个引用——而不会实例化给定类型的对象。这与在C++中声明指针和VB中的对象引用是相同的——在C++和VB中，都不会创建对象。要创建对象，就必须使用new关键字，如上所示。因为x和y引用同一个对象，所以对x的修改会影响y，反之亦然。因此上面的代码会显示30和50。

注意：

C++开发人员应注意，这个语法类似于引用，而不是指针。我们使用.(句点)符号，而不是->来访问对象成员。在语法上，C#引用看起来更类似于C++引用变量。但是，抛开表面的语法，实际上它类似于C++指针。

如果变量是一个引用，就可以把其值设置为null，表示它不引用任何对象：

y = null;

这类似于Java中把引用设置为null，C++中把指针设置为NULL，或VB中把对象引用设置为Nothing。如果将引用设置为null，显然就不可能对它调用任何非静态的成员函数或字段，这么做会在运行时抛出一个异常。

在像C++这样的语言中，开发人员可以选择是直接访问某个给定的值，还是通过指针来访问。VB的限制更多：COM对象是引用类型，简单类型总是值类型。C#在这方面类似于VB：变量是值还是引用仅取决于其数据类型，所以，int总是值类型。不能把int变量声明为引用(在第5章介绍装箱时，可以在类型为object的引用中封装值类型)。

在C#中，基本数据类型如bool和long都是值类型。如果声明一个bool变量，并给它赋予另一个bool变量的值，在内存中就会有两个bool值。如果以后修改第一个bool变量的值，第二个bool变量的值也不会改变。这些类型是通过值来复制的。

相反，大多数更复杂的C#数据类型，包括我们自己声明的类都是引用类型。它们分配在堆中，其生存期可以跨多个函数调用，可以通过一个或几个别名来访问。CLR执行一种精细的算法，来跟踪哪些引用变量仍是可以访问的，哪些引用变量已经不能访问了。CLR会定期进行清理，删除不能访问的对象，把它们占用的内存返回给操作系统。这是通过垃圾收集器实现的。

把基本类型(如int和bool)规定为值类型，而把包含许多字段的较大类型(通常在有类的情况下)规定为引用类型，C#设计这种方式的原因是可以得到最佳性能。如果要把自己的类型定义为值类型，就应把它声明为一个结构。

2.4.2  CTS类型

如第1章所述，C#认可的基本预定义类型并没有内置于语言中，而是内置于.NET Framework中。例如，在C#中声明一个int类型的数据时，声明的实际上是.NET结构System.Int32的一个实例。这听起来似乎很深奥，但其意义深远：这表示在语法上，可以把所有的基本数据类型看作是支持某些方法的类。例如，要把int i转换为string，可以编写下面的代码：

string s = i.ToString();

应强调的是，在这种便利语法的背后，类型实际上仍存储为基本类型。基本类型在概念上用.NET结构表示，所以肯定没有性能损失。

下面看看C#中定义的类型。我们将列出每个类型，以及它们的定义和对应.NET类型(CTS 类型)的名称。C#有15个预定义类型，其中13个是值类型，2个是引用类型(string和object)。

2.4.3  预定义的值类型

内置的值类型表示基本数据类型，例如整型和浮点类型、字符类型和bool类型。

1. 整型

C#支持8个预定义整数类型，如表2-1所示。

表  2-1

Windows的将来版本将支持64位处理器，可以把更大的数据块移入移出内存，获得更快的处理速度。因此，C#支持8至64位的有符号和无符号的整数。

当然，VB开发人员会发现有许多类型名称是新的。C++和Java开发人员应注意：一些C#类型名称与C++和Java类型一致，但类型有不同的定义。例如，在C#中，int总是32位带符号的整数，而在C++中，int是带符号的整数，但其位数取决于平台(在Windows上是32位)。在C#中，所有的数据类型都以与平台无关的方式定义，以备将来C#和.NET迁移到其他平台上。

byte是0~255(包括255)的标准8位类型。注意，在强调类型的安全性时，C#认为byte类型和char类型完全不同，它们之间的编程转换必须显式写出。还要注意，与整数中的其他类型不同，byte类型在默认状态下是无符号的，其有符号的版本有一个特殊的名称sbyte。

在.NET中，short不再很短，现在它有16位，Int类型更长，有32位。 long类型最长，有64位。所有整数类型的变量都能赋予10进制或16进制的值，后者需要0x前缀：

long x = 0x12ab;

如果对一个整数是int、uint、long或是ulong没有任何显式的声明，则该变量默认为int类型。为了把键入的值指定为其他整数类型，可以在数字后面加上如下字符：

uint ui = 1234U;

long l = 1234L;

ulong ul = 1234UL;

也可以使用小写字母u和l，但后者会与整数1混淆。

2. 浮点类型

C#提供了许多整型数据类型，也支持浮点类型，如表2-2所示。C和C++程序员很熟悉     它们。

表  2-2

float数据类型用于较小的浮点数，因为它要求的精度较低。double数据类型比float数据类型大，提供的精度也大一倍(15位)。

如果在代码中没有对某个非整数值(如12.3)硬编码，则编译器一般假定该变量是double。如果想指定值为float，可以在其后加上字符F(或f)：

float f = 12.3F;

3. decimal类型

另外，decimal类型表示精度更高的浮点数，如表2-3所示。

表  2-3

CTS和C#一个重要的优点是提供了一种专用类型表示财务计算，这就是decimal类型，使用decimal类型提供的28位的方式取决于用户。换言之，可以用较大的精确度(带有美分)来表示较小的美元值，也可以在小数部分用更多的舍入来表示较大的美元值。但应注意，decimal类型不是基本类型，所以在计算时使用该类型会有性能损失。

要把数字指定为decimal类型，而不是double、 float或整型，可以在数字的后面加上字符M(或m)，如下所示。

decimal d = 12.30M;