.NET Core CSharp初級篇 1-1

本節內容是對於C#基礎類型的存儲方式以及C#基礎類型的理論介紹

基礎數據類型介紹

例如以下這句話：“張三是一名程式員，今年15歲重50.3kg，他的代號是‘A’，他家的經緯度是(N30,E134)。”，這句話就是一個字元串，使用雙引號括起來。而15則表示是一個 整數類型，50.3就是小數類型，不過我們在C# 中通常稱為 浮點類型，最後一個經緯度，我們通常定位地點的時候都是成對出現，所以我們認為這二者是一個密不可分的結構，這種類型我們稱為 結構體類型(struct)。

以上我所說的數據類型都是一個所含有信息量一定的數值，我們稱為值類型；而張三這個人，他所含有的數據大小是不固定的，比如我又瞭解到了張三是一個富二代，那麼他就會增加一個屬性是富二代，我們需要更多的空間去存儲他，張三這個變數我們通常就稱為引用類型，而張三這個名字，我們就稱為引用，如果你對C或者C++熟悉的話，張三這個名字就是指向張三這個人（對象）的一個指針。

CSharp 中兩種數據存儲方式

在C# 中，數據在記憶體中的存儲方式主要分為在堆中存儲和棧中存儲。我們之前提到的值類型就是存儲在棧中，引用類型的數據是存儲在堆中，而數據是在棧中。

值類型：存儲在棧(Stack，一段連續的記憶體塊)中，存儲遵循先進後出，有嚴格的順序讀取訪問速度快，可通過地址推算訪問同一個棧的其餘變數。

引用類型：引用(本質上和C++中的指針一致)存儲在棧中，內含的數據存儲在堆中(一大塊記憶體地址，內部變數存儲不一定連續存儲)。

(此處需要補充堆棧圖片)

事實上，值類型和引用類型有一個很明顯的區別就是值類型應當都是有值的，而引用類型是可以為空值的。

常見的幾種數據類型

• 字元類型：char字元類型，代表無符號的16位整數，對應的可能值是ASCⅡ碼,你可以上網搜索ASCⅡ碼的內容
• 整數類型：常用的一般有：byte，short，int，long。各代表8位、16位、32位、64位整型。占用記憶體分別為（位數/8）位元組。範圍則是 +-(位數)個1組成的二進位的十進位數/2。例如byte的範圍則是11111111轉十進位後除以2取反，即-127~128。範圍絕對值之和為256。
• 浮點類型：float, double, decimal：浮點類型，分別代表32位、64位、128位浮點類型。通常預設類型是double，如果需要指定float類型，需要1.3f，decimal類型則指定1.3m。浮點型存在的問題是精度的損失，並不一定安全。
• 布爾類型：bool類型是一個二進位中的0和1，各代表了false和true。只存在兩個值。
• 字元串類型：string本質是一種語法糖，作為字元類型的數組引用(指針)存在，也是String類的簡寫
• 委托類型：delegate用於綁定函數，為引用類型的一種，將函數參數化為變數。本質上就是C++中的函數指針。

• 數組：繼承自Array類，屬於任意類型的一種集合，但不同於集合，大小必須被初始化。在記憶體中是一段連續的記憶體空間，但是不是值類型。

  C#中定義變數的方式及數據轉換的方法

  在C#中定義變數的方式和其他的主流語言沒有太大的區別，以下是幾種定義方式:

int number = 5;//定義一個32位整數類型
bool b = true;//定義
//註意看以下兩條，string定義的字元串必須為雙引號，而char使用單引號並且只允許輸入一個字元
string str = "test";
char a = 'a';
//記得尾碼
float f = 1.3f;
decimal d = 1.5m;

數據類型的轉換分為隱式轉換和顯式轉換，看下麵幾個例子：

string a = "15";
int b = int.Parse(a);//顯式轉換
b = (int)a;//強制轉換
b = Convert.ToInt32(a);//顯式轉換，較常用
double d = 1.5;
b = d;//隱式轉換

數組

數組指一個類型（任意）的集合，例如你定義一個變數為a=5，很輕鬆，假設你需要100個呢？因此我們使用數組來存儲。
數組的定義以及使用如下：

///偽代碼，T為類型，n為大小
T [] t = new T[n]；
//定義一個整型數組
int [] a = new int [5];
//你也可以選擇初始化的方式定義
int [] b = new int [] {1,2,3,4,5};
//或
int [] c = new int [5]{1,2,3,4,5};
//數組的訪問，從0開始索引
Console.WriteLine(b[0]);

常見的運算符

• +-*/：對應數學中的加減乘除。
• %： 求餘運算，a%b指a除以b的餘數。
• & | ~ ^ ：分別為按位與、按位或、按位取反、按位異或
• <<、>>：左右移位運算符,例如0010 --> 0100
• ？：三元判斷運算符

具體的操作我會在我在BiliBili上發佈的.Net Core教程上進行詳細的講述。

*結構體(選看)
結構體是一種比較特殊的數據類型，它很像我們後面講述到的類，但是他並不是一個類，他本質還是值類型，結構體的使用是很重要的，如果結構體使用得當，可以有效的提升程式的效率。

結構體你可以理解為將將若幹個類型拼接在一起，但是存在一個很重要的內容——記憶體對齊。例如下麵兩個結構體：

struct S
{
    int a;
    long b;
    int c;
}
struct SS
{
    int a;
    int b;
    long c;
}

乍一看你會覺得這兩個結構體完全一致，絲毫沒有任何的差別。但事實上，在大多數編程語言裡面，對於結構體這種大小並不是定值的值類型，都存在一個最小分配單元用於結構體內單個變數的大小分配。在記憶體中，他們兩個的存儲方式有很大的不同。
對於上面兩個結構體，他們在記憶體中的單元分配是：

• S：a(4 byte + 4 free) --> b(8 byte) --> c(4 byte + 4 free)，共計24位元組
• SS：a(4 byte)b(4 byte) --> c(8 byte)，共計16位元組

在C#中，如果你不指定最小分配單元，那麼編譯器將會把結構體中占用記憶體最大的作為最小分配單元。不過尤其需要註意一件事，就是引用類型在結構體中。鑒於我們現在尚未講解面向對象的類，我們用string作為成員寫一個結構體。如下麵這個例子：

struct S
{
    char a;
    long b;
    string c;
}
//函數中創建
S s = new S();
s.a = 'a';
s.b = 15;
s.c = "I Love .NET Core And Microsoft"

很顯然s.c的大小超過了結構體中其餘兩個，但是記憶體分配的時候就是以最大的c作為標準嗎？

顯然不是，我們要知道struct是在棧中分配記憶體，string的內容是在堆中的，所以在結構體中存儲的string只是一個引用，並不會包含其他的東西，只占用4個位元組。並且特別的，引用類型在記憶體中的位置位於大於四位元組的欄位前，小於四位元組欄位後。

上面記憶體分配應當是這樣：
a(8) --> c(8) --> b(8)。

如果需要深入瞭解這一方面內容，建議去閱讀《CLR Via C#》這本書，以及學習SOS調試相關內容。

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