C# 中的基本数值类型
在之前的文章中(地址:),以 helloworld 程序为基础,介绍 c# 语言、它的结构、基本语法以及如何编写最简单的程序有了初步理解。
接下来介绍基本的 c# 类型,继续巩固 c# 的基础知识。本系列文章到目前为止只用过少量的内置数据类型,而且只是一笔带过。在 c# 中有大量的类型,而且可以通过合并类型来创建新类型。
但 c# 有几种类型非常简单,是其他所有类型的基础,它们称为预定义类型(predefined type)或基元类型( primitive type)。
c# 提供了 16 种预定义类型,如下图所示。其中包括 13 种简单类型和 3 种非简单类型。
所有预定义类型的名称都由全小写的字母组成。预定义的简单类型包括以下 3 种。
- 11 种数值类型。
- 不同长度的有符号和无符号整数类型。
- 用于科学计算的二进制浮点类型
float
和double
。 - 一种用于金融计算的十进制高精度浮点类型
decimal
。与float
和double
不同,decimal
类型可以准确地表示分数。decimal
类型常用于货币的计算。
- 一种
unicode
字符类型char
。 - 一种布尔类型
bool
。bool
类型表示布尔值并且必须为true
或false
。
非简单类型如下:
-
object
,它是所有其他类型的基类。 -
string
,它是一个unicode
字符数组。 -
dynamic
,使用动态语言编写的程序集时使用。
所有预定义类型都直接映射到底层的 .net 类型。c# 的类型名称就是 .net 类型的别名,所以使用 .net 的类型名称也能很好地符合 c# 语法,不过并不鼓励这样做。在 c# 程序中,应该尽量使用 c# 类型名称而不是 .net类型名称。
整数类型
c# 有八种整数类型,可选择最恰当的一种来存储数据以避免浪费资源。下表列出了 c# 支持的整型类型:
c# 类型/关键字 | 范围 | 大小 | .net 类型 |
---|---|---|---|
sbyte | -128 到 127 | 8 位带符号整数 | system.sbyte |
byte | 0 到 255 | 无符号的 8 位整数 | system.byte |
short | -32,768 到 32,767 | 有符号 16 位整数 | system.int16 |
ushort | 0 到 65,535 | 无符号 16 位整数 | system.uint16 |
int | -2,147,483,648 到 2,147,483,647 | 带符号的 32 位整数 | system.int32 |
uint | 0 到 4,294,967,295 | 无符号的 32 位整数 | system.uint32 |
long | -9,223,372,036,854,775,808 到 9,223,372,036,854,775,807 | 64 位带符号整数 | system.int64 |
ulong | 0 到 18,446,744,073,709,551,615 | 无符号 64 位整数 | system.uint64 |
c# 所有基元类型都有短名称(最左列)和完整名称(最右列)。完整名称对应 bcl(基类库)中的类型名称。
由于基元数据类型是其他类型的基础,所以 c# 为基元数据类型的完整名称提供了短名称(或称为缩写)。其实从编译器的角度看,两种名称完全一样,最终都生成相同的代码。事实上,检查最终生成的 cil 代码,根本看不出源代码具体使用的名称。
例如,以下声明声明了相同类型的变量:
int a = 123; system.int32 b = 123;
c# 支持完整 bcl 名称和关键字,造成开发人员犯难在什么时候用什么。不要时而用这个,时而用那个,最好坚持用一种。
c# 开发人员一般用 c# 关键字。例如,用 int
而不是 system.int32
,用 string
而不是 system.string
(甚至不要用 string
这种简化形式)。
浮点类型(float
和 double
)
c# 支持以下预定义浮点类型:
c# 类型/关键字 | 大致范围 | 精度 | 大小 | .net 类型 |
---|---|---|---|---|
float | ±1.5 x 10−45 至 ±3.4 x 1038 | 大约 6-9 位数字 | 4 个字节 | system.single |
double | ±5.0 × 10−324 到 ±1.7 × 10308 | 大约 15-17 位数字 | 8 个字节 | system.double |
在上表中,最左侧列中的每个 c# 类型关键字都是相应 .net 类型的别名。 它们是可互换的。 例如,以下声明声明了相同类型的变量:
double a = 12.3; system.double b = 12.3;
decimal
类型
c# 类型/关键字 | 大致范围 | 精度 | 大小 | .net 类型 |
---|---|---|---|---|
decimal | ±1.0 x 10-28 至 ±7.9228 x 1028 | 28-29 位 | 16 个字节 | system.decimal |
与 float
和 double
相比,decimal
类型具有更高的精度和更小的范围,因此它适合于财务和货币计算。
浮点数舍入误差
float
和 double
在内部都是基于 2 来表示数值的。因此只有基于 2 表示的数值才能够精确表示。事实上,这意味着大多数有小数部分的字面量(它们都基于 10)将无法精确表示。例如:
float f1 = 1f; float f2 = 0.9f; console.writeline(f1 - f2); double d1 = 1d; double d2 = 0.9d; console.writeline(d1 - d2); decimal decimal1 = 1m; decimal decimal2 = 0.9m; console.writeline(decimal1 - decimal2);
输出
0.100000024 0.09999999999999998 0.1
这就是为什么 float
和 double
不适合金融计算。相反,decimal
基于 10,它能够精确表示基于 10 的数值(也包括它的因数,基于 2 和基于 5 的数值)。因为实数的字面量都是基于 10 的,所以 decimal
能够精确表示像 0.1
这样的数。然而,float
、double
和 decimal
都不能精确表示那些基于 10 的循环小数:
decimal m = 1m / 6m; console.writeline(m); decimal m2 = m + m + m + m + m + m; console.writeline(m2); console.writeline(); double d = 1d / 6d; console.writeline(d); double d2 = d + d + d + d + d + d; console.writeline(d2);
输出
0.1666666666666666666666666667 1.0000000000000000000000000002 0.16666666666666666 0.9999999999999999
字面量
字面量(literal value)表示源代码中的固定值。
console.writeline(123); console.writeline(456.789);
默认情况下,输入带小数点的字面量,编译器自动把它解释成 double
类型。 如果输入的是整数值(没有小数点)通常默认为 int
, 如果值太大,以至于无法用 int
来存储。编译器会把它解释成 long
。
static void main(string[] args) { var expectisint = 123; var expectislong = 9223372036854775807; var expectisdouble = 3.14; console.writeline($"expectisint 的类型是:{expectisint.gettype().name};" + $"expectislong 的类型是:{expectislong.gettype().name};" + $"expectisdouble 的类型是:{expectisdouble.gettype().name}"); }
输出
expectisint 的类型是:int32;expectislong 的类型是:int64;expectisdouble 的类型是:double
由于带小数点的值默认为 double
类型,所以下面输出的结果中,超过可容纳的精度部分会被丢弃。
static void main(string[] args) { console.writeline(5.141231231234567898765); }
输出
5.141231231234568
要显示具有完整精度的数字,必须将字面量显式声明为 decimal
类型,通过追加一个 m
(或者 m
)来实现。
static void main(string[] args) { console.writeline(5.141231231234567898765m); }
输出
5.141231231234567898765
还可以使用 f
和 d
作为后缀,将字面量分别显式声明为 float
或者 double
。 对于整数数据类型,整数字面量的类型是像下面这样确定的:
- 如果整数字面量没有后缀,则其类型为以下类型中可表示其值的第一个类型:
int
、uint
、long
、ulong
。 - 如果整数字面量以
u
或u
为后缀,则其类型为以下类型中可表示其值的第一个类型:uint
、ulong
。 -
如果整数字面量以
l
或l
为后缀,则其类型为以下类型中可表示其值的第一个类型:long
、ulong
。备注:可以使用小写字母
l
作为后缀。 但是,这会生成一个编译器警告,因为字母l
可能与数字1
混淆。 为清楚起见,请使用l
。 如果整数字面量的后缀为
ul
、ul
、ul
、ul
、lu
、lu
、lu
或lu
,则其类型为ulong
。
字面量的后缀不区分大小写。但一般推荐大写,避免出现小写字母 l
和数字 1
不好区分的情况。
从 c# 7.0 开始提供支持将 _
用作数字分隔符,可以将数字分隔符用于所有类型的数字文本。
double d = 3d; d = 4d; d = 3.934_001; float f = 3_000.5f; f = 5.4f; decimal mymoney = 3_000.5m; mymoney = 400.75m;
c# 支持使用科学记数法,指数记数法要求使用 e
或 e
中缀,在中缀字母后面添加正整数或者负整数,并在字面量最后添加恰当的数据类型后缀。
double d = 0.42e2; console.writeline(d); // output 42; float f = 134.45e-2f; console.writeline(f); // output: 1.3445 decimal m = 1.5e6m; console.writeline(m); // output: 1500000
使用 0x
或 0x
前缀表示十六进制计数法,在 c# 7.0 和更高版本中使用 0b
或 0b
前缀表示二进制计数法。
var hexliteral = 0x2a; var binaryliteral = 0b_0010_1010;
总结
c# 语言的基元类型包括八种整数类型、两种用于科学计算的二进制浮点类型、一种用于金融计算的十进制浮点类型。浮点型存在舍入误差,使用的时候要注意。