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麼。盡管這一章的不側重於例子,但你可以學到很多重要的信息,關於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,對於引用類型,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。最後,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不再取決於一個機器的字(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。可以賦於true或false值給一個布爾變量,或可以賦於一個表達式,其所求出的值等於兩者之一:
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
\ 反斜槓
空字符
a 感歎號(Alert )
退格
f 換頁
新行
回車
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。它們的差別在於取值范圍和精度:
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,它打算用於金融和貨幣的計算。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。運算准確到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。
當定義一個變量並賦值給它時,使用 m 後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,結構和類的區別在於結構是一個值類型,而類是一個引用類型。與C++相比,這裡可以用結構關鍵字定義一個類。
使用結構的主要思想是用於創建小型的對象,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 };
最後的選擇是不同於int的數據類型。可以在一條語句中按如此賦值:
enum MonthNames : byte { January=31, February=28, March=31, April=30 };
你可以使用的類型僅限於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並不等價於你可能正在尋找的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。這一章稍後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#類在哪裡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,且方法等於0。如果你不知道那些概念的任何東西,這裡就是在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,接口有什麼特殊性呢?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,那麼我能從這個途徑得到什麼呢?" 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,學習更多關於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");