C# 学习之路（类型、存储和变量）

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• C# 是一组类型声明

如果泛泛的描述 C 和 C++ 程序源代码的特征，可以说 C 程序是一组函数和数据类型，C++ 是一组函数和类，而 C# 程序是一组类型的声明。

命名空间是一种将相关的类型声明分组并命名的方法。因为程序是一组相关的类型声明，所以通常在你创建的命名控件内部声明程序类型。

• 类型是一种模板

C# 程序是一组类型的声明，那么学习 C# 就是学习如何创建和使用类型。

可以把类型当成一个用来创建数据结构的模板。模板本身并不是数据结构，但它详细说明了由该模板构造的对象特征。

类型由下面的元素定义：

1. 名称
2. 保存数据成员的数据结构
3. 行为及约束条件

// 个人理解
class node // 名称
{
    int a,b; // 成员数据
    void fun() // 行为约束
    {
        Console.WriteLine($"{a}, {b}");
    }
}

// 书本图示
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|名称  short| 结构  2字节|
 ----------------------
|     行为  16位整数     |
 ----------------------

 ----------------------
|名称   int | 结构  4字节|
 ----------------------
|     行为  32位整数     |
 ----------------------

• 实例化类型

从某个类型模板创建实际的对象，称为实例化该类型。

通过实例化类型而创建的对象被称为类型的对象或者类型的实例。

short a1,a2,a3; // a1、a2、a3成为short的实例
int b1,b2,b3; // b1、b2、b3成为int的实例

• 数据成员和函数成员

像 short 、int 和 long 这样的类型称为简单类型，这种类型只能存储一个数据项。

其它的类型可以存储多个数据项，列如：数组（array）类型就可以存储多的同类型的数据项，这样的数据项被称为数组元素。通过索引来引用这些元素。

成员的类别

有一些的类型可以包含许多不同的数据项，这些类型中的数据项个体成为成员，与数组中使用数字来引用成员不同，这些成员有独特的名字。

两种成员：数据成员和函数成员

数据成员：保存了与这个类的对象或整个类相关的数据。

函数成员：执行代码。函数成员定义类型的行为。

// 类型为 XYZ de 一些数据成员和函数成员
XYZ
{
 datamem1; // 数据成员
 datamem2; // 数据成员

 F1(){
     ExecuttableCode // 函数成员
 }
 F1(){
     ExecuttableCode // 函数成员
 }
}

• 预定义类型

C# 提供了 16 种预定义类型，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含以下 3 种

• 11 种数值类型

  不同长度的有符号和无符号整数类型

  浮点数类型 float 和 double

  decimal 高精度小数类型，与 float 和 double 不同，decimal 类型可以准确地表示分数。

• 一种 Unicode 字符类型 char

• 一种 bool 类型，bool 类型表示布尔值，必须为 true 或 false。（C# 中的数值类型不具有布尔含义）

3 种非简单类型如下

• string，Unicode 字符数组
• object，这是所有其他类型的基类
• dynamic，使用动态语言编写的程序集时使用

• 用户定义类型

除了 C# 提供的 16 种预定义类型，还可以创建自己的用户定义类型。有 6 种类型可以由用户创建

• 类 类型（class）
• 结构类型（struct）
• 数组类型（array）
• 枚举类型（enum）
• 委托类型（delegate）
• 接口类型（interface）

通过类型声明创建类型，类型声明包含以下信息：

• 要创建的类型的种类
• 新类型的名称
• 对类型中每个成员的声明（名称和规格），array 和 delegate 类型除外（这两类不含有命名成员）

class AA // 类型 class 名称 AA
{
    int a,b; // 成员声明
    double c,d;
}

• 栈和堆

运行中程序使用两个内存区域存储数据：栈和堆

• 栈

栈是一个内存数组，是一个 LIFO（Last In First out，后进先出）的数据结构。栈存储几种类型的数据：

• 某些类型变量的值
• 程序当前的执行环境
• 传递给方法的参数

• 堆

堆是一块内存区域，在堆里可以分配大块的内存用于存储某种类型的数据对象。和栈不同的是，堆里的内存能够以任意顺序存入和移除。

程序在堆里保存数据，但并不能显示的删除它们。CLR 的自动垃圾收集器在判断程序的代码将不会再访问某一数据项时，会自动清除无主的堆对象。

• 值类型和引用类型

数据项的类型(int、double、short 等)定义了存储数据需要的内存大小及组成该成员类型的数据成员。类型还决定了在内存中的存储位置——栈或堆

类型被分为两类：值类型和引用类型，这样两种类型的对象在存储方式上不同。

（C# 图解教程第五版(P39)表4-3是错误的）

• 值类型只需要一段独立的内存，用于存储实际的数据。（数据存储在栈里）
• 引用类型需要两段内存（实际数据存放在堆里，引用存放在栈里）
  • 第一段存储实际的数据，它总是位于堆中
  • 第二段是一个引用，指向数据在堆中的存放位置

• 变量

变量表示程序执行时存储在内存中的数据，C# 提供 4 种变量。

名称	描述
本地变量	在方法的作用域保存临时数据，不是类型成员
字段	字段是在类(class)或结构体(struct)中直接声明的任意类型的变量。 字段是其包含类型的成员
参数	用于从一个方法到另一个方法传递数据的临时变量，不是类型的成员
数组元素	同类数据项构成的有序集合的一个成员，可以为本地变量，也可为类型的成员

• 变量声明

变量使用前必须声明，变量声明定义了变量，并完成两件事：

1. 给变量命名，并为它关联一种类型
2. 让编译器为它分配一块内存

int var1;
类型 值

• 变量初始化

除了声明变量的名称和类型外，声明还能把它的内存初始化为一个明确的值。

int va1 = 10;

• 自动初始化

一些类型的变量如果在声明时没有初始化，那么会被自动设置为默认值，而另一些则不能。

变量类型	存储位置	是否自动初始化	用途
本地变量	栈、栈和堆	否	用于函数成员内部的本地计算
类字段	堆	是	类的成员
结构字段	栈、堆	是	结构的成员
参数	栈	否	用于把值传入或传出方法
数组元素	堆	是	数组的成员

• 多变量声明

1. 声明的变量类型必须相同
2. 变量名之间必须用逗号分隔,可以在变量名的后面包含初始化语句

int var1 = 1, var2 = 2;
double var3 = 0.1, var4;

• 静态类型和 dynamic 关键字

dynamic 类型是一种静态类型，但类型为 dynamic 的对象会跳过静态类型检查

• 可空类型

可空类型允许创建可以标记为有效或无效的值类型变量,这样就可以在使用它之前确定值得有效性.普通得值类型称为非可空类型.