用《叩响C#之门》复习C#基础知识 第二章 变量

变量这章在很多入门教材里都是泛泛一谈，非常粗浅、简单，但在看到《叩响C#之门》的变量时，真的被作者的认真所打动，与其说是复习变量知识，倒不如说，我在本书的变量章节学到了更多有益的知识！并通过书中内容启发，又领悟和自学了不少扩展知识。

一、整型变量

1、C#默认整型变量为Int32，因为32位整数，按照一般8位一个字节来算，当声明整型变量时，系统当然会在内存中分配一块4字节空间，用来存储变量的值。整型变量的默认值为0。如：int a; 变量a所对应的内存空间被写入默认值0；a=7;a所对应的内存空间被修改为7；

2、int型变量的取值范围

int型变量4字节，32位，最高位定义为符号位，0表示正数，1表示负数。整数是以补码的形式表示的，正数的补码就是它本身，求负数的补码方法如下：

1）将该数的绝对值表示为二进制形式

2）按位取反

3）再加1

最小负数为符号位为１，其余各位为０，正好是－2³¹的补码，所以最小的是－2³¹

不难分析出int型变量的取值范围是-2³¹～2³¹－１

3、short型

对于只占用2个字节的整型，用short型可以避免内存过多占用造成的浪费。short型变量占用2个字节，最高位表示正负号，后15位表示数值大小，取值范围-2¹⁵~2¹⁵-1

4、long型

int型变量取值范围可达正负21亿，但如依然不够用，可用long型，改型变量占用了8个字节，范围可达-2⁶³~2⁶³-1，long型会占用更多的内存，因此不要随便使用。

5、无符号型

在年龄、人口等涉及的全部是正数的情况下，可以使用uint型变量（u是unsigned的缩写，无符号的），它的32位全部用来表示正整数。范围为0~2³²-1，相应也有ushort和ulong型变量。

6、整型小结

C#中工内置了8种整数类型

sbyte 有符号字节型

byte 无符号字节型

short 有符号短整型

ushort 无符号短整型

int 有符号整型

uint 无符号整型

long 有符号长整形

ulong 无符号长整形

7、溢出

一个short型变量只能容纳-2¹⁵~2¹⁵-1内的整数，无法表示超过这范围的数，如果在运算时，short变量所对应的内存数值超过了这个范围，内存无法存取该数值（三个以上字节的整数非要存在2个字节内），编译器会报错，此情况称为溢出。所以我们在选择数据类型时，首先要估算数据的大小，根据数据的大小选择恰当的数据类型，既不能太大浪费了空间，也不要太小而引发溢出。

 

二、实数型变量

实数也称浮点数，C#中有3种实数型变量类型：float、double、decimal，

float型变量（单精度实数）在内存中占4个字节，32位，实数型数据是按照指数形式存储的，在最高位依然是符号位，后面系统把一个实数型数据分成小数部分和指数部分，分别存放。单精度实数有效数字为7位。（范围不记了，需要时查即可）

双精度double变量在内存中占8个字节，有效数字为15位或16位。

在精度要求不是很高的运算中，可以采用float型以节约内存。实数常量默认情况下是双精度的，为了把实数常量赋给单精度变量，需要添加后缀f或F。否则系统会提示“不能隐式地将Double类型转换为“float”类型；请使用“F”后缀创建此类型”。

由于单精度的有效数字是7位，实数常量如果超过7位，赋值给当精度时，多余的有效数字会被四舍五入。

decimal型在内存中用16个字节表示，其精度（有效位）高达28位，然而取值范围比double型大为缩水。要将实数常量赋值给decimal变量时，需要添加后缀m或M。否则系统会提示“不能隐式地将 Double类型转换为“decimal”类型；请使用“M”后缀创建此类型”。当然如果在程序中大量使用decimal型实数，将会占用更多的内存。

 

三、字符

1、字符所占字节数

当在程序中声明一个字符型变量时，程序会在内存中分配2字节的空间（之所以是两个字节，是因为世界通用的Unicode编码是每个字符都为4个16进制数字组成的编码，4个16进制数字组合就是16位即2个字节）。字符变量值变化时，变量对应的内存中存储的编码也随之改变。这里需注意的是：字符串变量是指向一个内存，该内存存储着当前的字符串变量值，一但字符串变量发生变化，原内存值没有变，而是字符串变量不再指向该内存，而是又新划出一处内存，来存放新的字符串。可见字符变量是值类型，而字符串变量是引用类型。

（当从值类型变量和引用类型变量的角度去分析，我曾在《Visual C# .NET 程序设计》一书中看过，当时记忆和理解都不深，在看过《C#学习笔记》的相关内容和《扣响C#之门》的变量章节后，多少有了些新体会，还好，在《扣》一书中的第八章还有讲解，到时再细看对比下。）

读取一个字符用函数Console.Read()，该函数返回值是字符的ASCII编码，是一个int型值。（最多就2个字节的内容用４个字节来读取好像有点浪费）

2、Convert.To…()函数

Convert.ToByte (String, Int32)  将指定基数的数字的 String 表示形式转换为等效的 8 位无符号整数。  其他单参数的都表示将指定的值转换为 8 位无符号整数。如：Convert.ToByte(Char) Convett.ToByte(Decimal)

其他整型都可按照此方法转换，To后面的字符具体为Byte、SByte、Int16（短整型）、UInt16、Int32（整型）、UInt32、Int64（长整型）、UInt64

实数型转换大都用单参数，To后面的字符具体为Single（单精度float型）、Double、Decimal

字符转换，ToChar(单参数) 

字符串转换。ToString（单参数）仅表示转换参数内容为字符串；两个参数时，一般为将整数的值以指定的基数转换为它的等效 String 表示形式。

3、ASCII编码和Unicode编码

1）ASCII简介

ASCII编码 美国信息交换标准码 American Standard Code for Information Interchange。使用7位二进制表示128个字符，包括英文字母、希腊字母、数字和常用符号及各种控制符号。，后来扩展的ASCII编码使用8位二进制数表示256个字符。（具体编码用到时可查）

存储一个字符，只需存储它的编码即可，实际上编码在内存中是以二进制形式存储，字符串在内存中就是一串连续的二进制编码，在编程中常用的是10进制或16进制形式。

2）Unicode编码

对于中国的GB-2312编码标准和日文、韩文、阿拉伯文、台湾地区繁体中文（BIG-5）等文字，即多字节字符集，人们制订了同意的Unicode编码，为全世界每一个字符提供统一的编码，同一个字符不论在什么平台、什么软件中，也不论在什么语言环境中，都有相同的编码，从而解决了兼容性问题。

Unicode编码完全兼容ASCII编码。如果想通过Unicode编码输出字符，需用格式为“\u”后面加相应的Unicode编码十六进制形式。如：

Console.WriteLine("\u5b66\u800c\u65f6\u4e60\u4e4b\u4e0d\u4ea6\u8bf4\u4e4e");//输出：学而时习之不亦说乎，十六进制中的字母大小写效果都一样。

3）强制显式转换

字符转换为整数 可以直接用(int)’a’的形式，如int a=(int)’a’;

整数转换为字符 可以直接用(char)97的形式，如char a=(char)97;

通过（）强制显式转换的类型可以是所有整型和实数型如：Byte、SByte、Int16（短整型）、UInt16、Int32（整型）、UInt32、Int64（长整型）、UInt64、Single（单精度float型）、Double、Decimal；另外再加一个字符型，注意字符串不能通过该方式直接将其他类型转换为字符串类型，只能通过Covert.ToString()来实现。

需要注意的是，在转换所用的()里的类型表示与定义这些类型变量时所用的类型表示是不一样的！

 

另外，通过Convert.ToUInt16(‘一个字符’)感觉就可以实现将完整的Unicode编码读出来。其他的Convert.To…()也类似。

如:Console.WriteLine(Convert.ToString(Convert.ToUInt16('学'),16));//输出‘学’这个字符的Unicode编码（十六进制）

    Console.WriteLine(Convert.ToChar(Convert.ToInt32("5b66",16)));//再按Unicode编码（十六进制）转换为汉字并输出

 

4、转义字符

C#中定义了大量的转义字符，这些字符都以反斜杠“\”开头

\'单引号

\''双引号

\\反斜杠

\0空 常放在字符串末尾

 

\a
与响铃（警报）\u0007 匹配。（试了不响，也不知我的硬件设置哪里开关关了或者有什么问题）
\b   退格实际就是光标向前移动一个位置，不会删除字符的
如果在 [] 字符类中，则与退格符 \u0008 匹配；如果不是这种情况，请参见本表后面的“注意”部分。
\t 水平制表符，跳到下一个tab位置
与 Tab 符 \u0009 匹配。
\r   回车是不换行的，只是将光标移到本行开头
与回车符 \u000D 匹配。

\v  把当前行移动到下一个垂直tab位置（没试成功，不知道是系统问题，还是没理解在哪里用这个转义符）
与垂直 Tab 符 \u000B 匹配。

Console.WriteLine("12345\r5678\v99999");

感觉应该输出的是：

56785

 

       99999  才对啊，可是却输出这个！ 不知哪里出错了？

\f   将当前位置移动到下一页开头（还不知道在什么时候用，目前试了也是很奇怪的输出）
与换页符 \u000C 匹配。
\n   将当前位置移动到下一行开头
与换行符 \u000A 匹配。
\e
与 Esc 符 \u001B 匹配。
\x
 使用十六进制表示形式（两位）与 ASCII 字符匹配。

也就是说如果要输出abcde五个字符，可以用如下语句

Console.WriteLine("\x61\x62\x63\x64\x65");//61~65分别是a~f五个字符对应的ASCII编码（十六进制）
\u
使用十六进制表示形式（四位）与 Unicode 字符匹配。

 

至于书中的练一练答案应该是：

Console.WriteLine("\\n \\t \\a \n\\\' \\\' \\0");

5、@控制符

前缀@可以使引号里的内容原样输出，而不理会转义字符，用@控制符可以提高代码的可读性。

练一练答案：

Console.WriteLine(@"
              *
             * *
            *   *
             * *
              *
");

 

6、运算符

“+”运算符不仅可以连接字符串，还可以将字符串和其他类型的变量连接，如：

Console.WriteLine("hello"+365+"UP");

int a = 365;
Console.WriteLine("hello" + a + "UP");

都显示“hello365UP”，也就是说程序会先将其他类型的变量（或常量）转换为字符串，在与其他字符串进行连接。

 

7、变量的格式化输出

int a = 365;
Console.WriteLine("hello{0}UP",a);

{0}是占位符，是从索引0开始计数的。用占位符方式的好处是可以在占位符{}中添加各种格式控制信息。

1）控制数值位数（也就是一个数值的宽度）

Console.WriteLine("{0,6}\n  +{1,3}\n--------\n{2,6}",i,j,i+j);

 {i,w} i是索引，w是宽度（位数）值，正数表示右对齐，负数表示左对齐。如果宽度不够实际的数字宽度，那么就按照实际数字输出，宽度不再作用了。

2）控制数值格式和小数位数

添加格式字符串和精度值可以控制数值的显示格式和小数位数，这里两个参数与前面参数可同时显示，前面参数在左边，这两个参数在右边，中间用“：”分开。

如：{1，7：c2}

     索引1 宽度7：本地货币格式 小数位数为2

c是金融格式字符（大小写都一样），系统会根据计算机上的地区设置显示相应的金融符号。

 

C 或 c  本地货币格式 (Currency 货币 流通)
货币
数字转换为表示货币金额的字符串。转换由用于格式化数字的 NumberFormatInfo 对象的货币格式信息控制。精度说明符指示所需的小数位数。如果省略精度说明符，则使用 NumberFormatInfo 给定的默认货币精度。

D 或 d (Decimal) 把二进制、八进制等转化为十进制（不知道怎么试验，C#中有直接表示二进制或八进制的方法吗？）
十进制数
 只有整型才支持此格式。数字十进制数字 (0-9)转换为 的字符串，如果数字为负，则前面加负号。精度说明符指示结果字符串中所需的最少数字个数。如果需要的话，则用零填充该数字的左侧，以产生精度说明符给定的数字个数。

E 或 e （）
科学计数法（指数）
数字转换为“-d.ddd…E+ddd”或“-d.ddd…e+ddd”形式的字符串，其中每个“d”表示一个数字 (0-9)。如果该数字为负，则该字符串以减号开头。小数点前总有一个数字。精度说明符指示小数点后所需的位数。如果省略精度说明符，则使用默认值，即小数点后六位数字。格式说明符的大小写指示在指数前加前缀“E”还是“e”。指数总是由正号或负号以及最少三位数字组成。如果需要，用零填充指数以满足最少三位数字的要求。

F 或 f
固定点
数字转换为“-ddd.ddd…”形式的字符串，其中每个“d”表示一个数字 (0-9)。如果该数字为负，则该字符串以减号开头。精度说明符指示所需的小数位数。如果忽略精度说明符，则使用 NumberFormatInfo 给定的默认数值精度。

G 或 g
常规
根据数字类型以及是否存在精度说明符，数字会转换为固定点或科学记数法的最紧凑形式。如果精度说明符被省略或为零，则数字的类型决定默认精度，如下表所示。

Byte 或 SByte：3

Int16 或 UInt16：5

Int32 或 UInt32：10

Int64 或 UInt64：19

Single：7

Double：15

Decimal：29

如果用科学记数法表示数字时指数大于 -5 而且小于精度说明符，则使用固定点表示法；否则使用科学记数法。如果要求有小数点，并且忽略尾部零，则结果包含小数点。如果精度说明符存在，并且结果的有效数字位数超过指定精度，则通过舍入删除多余的尾部数字。使用科学记数法时，如果格式说明符是“G”，结果的指数带前缀“E”；如果格式说明符是“g”，结果的指数带前缀“e”。

上述规则有一个例外：如果数字是 Decimal 而且省略精度说明符时。在这种情况下总使用固定点表示法并保留尾部零。

N 或 n
数字
数字转换为“-d,ddd,ddd.ddd…”形式的字符串，其中每个“d”表示一个数字 (0-9)。如果该数字为负，则该字符串以减号开头。小数点左边每三个数字之间插入一个千位分隔符。精度说明符指示所需的小数位数。如果忽略精度说明符，则使用 NumberFormatInfo 给定的默认数值精度。

P 或 p
百分比
数字转换为由 NumberFormatInfo.PercentNegativePattern 属性或 NumberFormatInfo.PercentPositivePattern 属性定义的、表示百分比的字符串。如果数字为负，则产生的字符串由 PercentNegativePattern 定义并以负号开头。已转换的数字乘以 100 以表示为百分比。精度说明符指示所需的小数位数。如果省略精度说明符，则使用 NumberFormatInfo 给定的默认数值精度。

R 或 r （不知道有啥用？）
往返过程
往返过程说明符保证转换为字符串的数值再次被分析为相同的数值。使用此说明符格式化数值时，首先使用常规格式对其进行测试：Double 使用 15 位精度，Single 使用 7 位精度。如果此值被成功地分析回相同的数值，则使用常规格式说明符对其进行格式化。但是，如果此值未被成功地分析为相同数值，则它这样格式化：Double 使用 17 位精度，Single 使用 9 位精度。虽然精度说明符可以追加到往返过程格式说明符，但它将被忽略。使用此说明符时，往返过程优先于精度。此格式仅受浮点型支持。

X 或 x
十六进制数
数字转换为十六进制数字的字符串。格式说明符的大小写指示对大于 9 的十六进制数字使用大写字符还是小写字符。例如，使用“X”产生“ABCDEF”，使用“x”产生“abcdef”。精度说明符指示结果字符串中所需的最少数字个数。如果需要的话，则用零填充该数字的左侧，以产生精度说明符给定的数字个数。只有整型才支持此格式。

譬如：上述的 Console.WriteLine(Convert.ToString(Convert.ToUInt16('学'),16));//输出‘学’这个字符的Unicode编码（十六进制）

可以改为：

Console.WriteLine("学对应的Unicode编码为{0,4:x4}",Convert.ToUInt16('学'));

3）占位符技巧

可以用占位符来代替格式字符串，如：

Console.WriteLine("{0:#.0}",Math.PI);//输出3.1

Console.WriteLine("{0:#.00}",Math.PI);//输出3.14

Console.WriteLine("{0:#.0000}",Math.PI);//输出3.1416

也就是说，{索引:#(0).#(0)} #和0都可以代表索引所关联变量或常量的数值中的每个数字，显示顺序依照实际数值，当有其他字符放入进来，就会在相应位置插入该字符，需要注意的是：整数部分如果其他字符开头，则该字符后的0或#代表原数值正数部分到下个格式字符处（不论是其他字符还是0或#）的全部整数数字；小数部分，是表明几位就会有几位小数，0或#代表原数字，其他字符如果出现，只是在该位置插入进来。比较难理解，例子如下：

Console.WriteLine("{0:哈0哈#.#0#哈0#}", 123456789.123456789);

输出

 

8、变量命名规则

.NET推荐用camelCase(驼峰式)方式命名变量，变量名称的第一个单词小写，后面每个单词首字母大写

 

9、常量

1）其实日常在直接书写数字和字符等时，这些应该都属于常量。

2）const常量

const常量只能在声明的时候赋值，在程序运行过程中不能改变它的值，并由编译程序保证它的值不变，因此const常量不但使程序易于维护，而且大大增强了程序的健壮性。