C#表达式,类型和变量

本节课将介绍C# 语言的表达式，类型和变量。本节课要达到如下几个目的：
1.了解什么是"变量"

2.学习C#的简单类型

3.对C#表达式有个初步的了解

4.了解什么是String类型

5.学习如何使用数组

"变量"仅仅是数据的存储位置。你可以把数据存放到其中，或者从中取出来作为C#表达式的一部分。变量中所存放的数据的含义是通过类型来控制的。

C#是个强类型（？？？）的语言。这样，一切对变量的操作都是针对该变量的类型而进行的。为了保证变量中所存放数据的合法性和一致性，对不同类型的变量进行操作有相应的规则。

C#语言的简单类型包含布尔类型和三种数值类型：整型，浮点型和小数。

1.清单1-1 显示布尔值：Boolean.cs

using System;
class Booleans {
public static void Main() {
bool content = true;
bool noContent = false;
Console.WriteLine("It is {0} that C# Station provides C# programming language content.", content);
Console.WriteLine("The statement above is not {0}.", noContent);
}
}

说明

1.在清单1-1中，布尔值作为句子的一部分输出到控制台中。"bool"类型的取值要么为真，要么为假。程序运行结果如下：

>It is True that C# Station provides C# programming language content.
>The statement above is not False.

2.下列表格显示了各种整数类型，所占字节大小和所能表示的数的范围。

类型 位 范围
sbyte 8 -128 to 127
byte 8 0 to 255
short 16 -32768 to 32767
ushort 16 0 to 65535
int 32 -2147483648 to 2147483647
uint 32 0 to 4294967295
long 64 -9223372036854775808 to 9223372036854775807
ulong 64 0 to 18446744073709551615
char 16 0 to 65535

在对整数进行计算时，除了字符类型之外，上述这些类型都是适合的。字符类型代表一个Unicode字符。正如在上表中可以看到的，你可以从中选择适合你需要的类型。

3.下列表格显示了单精度类型，双精度类型和小数类型的数据，它们所占的字节，精度和所能表示的数的范围。

类型 位 精度 范围
float 32 7 digits 1.5 x 10-45 to 3.4 x 1038
double 64 15-16 digits 5.0 x 10-324 to 1.7 x 10308
decimal 128 28-29 decimal places 1.0 x 10-28 to 7.9 x 1028

当你需要进行涉及到分数的操作时，就需要用到实型，然而，对于金融财经方面的数据的计算，小数类型也许是你最好的选择。

4.表达式计算之后可以得出结果。这些表达式把变量和运算符一同放到语句中。下表列出了C#允许的运算符，优先级和结合性。

分类 运算符 结合性
初级 (x) x.y f(x) a[x] x++ x-- new typeof sizeof checked unchecked 左
单目 + - ! ~ ++x --x (T)x 左
乘法等 * / % 左
加法等 + - 左
移位 << >> 左
关系 < > <= >= is 左
相等 == != 右
逻辑与 & 左
逻辑异或 ^ 左
逻辑或 | 左
条件与 && 左
条件或 || 左
条件 ?: 右
赋值等 = *= /= %= += -= <<= >>= &= ^= |= 右

左结合意味着运算符是从左到右进行运算的。右结合意味着所有的运算是从右到左进行的，如赋值运算符，要等到其右边的计算出来之后，才把结果放到左边的变量中。

2.清单 1-2. 单目运算符： Unary.cs

using System;
class Unary {
public static void Main() {
int unary = 0;
int preIncrement;
int preDecrement;
int postIncrement;
int postDecrement;
int positive;
int negative;
sbyte bitNot;
bool logNot;
preIncrement = ++unary;
Console.WriteLine("Pre-Increment: {0}", preIncrement);
preDecrement = --unary;
Console.WriteLine("Pre-Decrement: {0}", preDecrement);
postDecrement = unary--;
Console.WriteLine("Post-Decrement: {0}", postDecrement);
postIncrement = unary++;
Console.WriteLine("Post-Increment: {0}", postIncrement);
Console.WriteLine("Final Value of Unary: {0}", unary);
positive = -postIncrement;
Console.WriteLine("Positive: {0}", positive);
negative = +postIncrement;
Console.WriteLine("Negative: {0}", negative);
bitNot = 0;
bitNot = (sbyte)(~bitNot);
Console.WriteLine("Bitwise Not: {0}", bitNot);
logNot = false;
logNot = !logNot;
Console.WriteLine("Logical Not: {0}", logNot);
}
}

说明

1.当计算表达式的时候，在后置增一和后置减一运算符进行运算时，先返回其值，再进行增一或者减一运算。当使用前置加号和减号运算符进行运算时，是先进行增一或者减一的运算，然后再返回其结果值。

2.在清单1-2中, 变量unary初始化为0，进行++x 运算时，"unary"的值加1，再把其值1赋给"preIncrement"变量。在进行--x运算时，先把"unary"的值减到0， 再把值0赋给"preDecrement"变量。

3.进行x-运算时，先把"unary"的值0赋给"postDecrement" 变量，之后再把"unary"减到-1。进行x++运算时，先把"unary"的值-1赋给"postIncrement"变量，之后再对"unary"加1，使得"unary"变量现在的值为0。

4.变量"bitNot"初始值为0，进行按位取反运算，本例中，数0表示为二进制"00000000"，按位取反之后变为-1，其二进制表示为"11111111"。

5.了解一下表达式"(sbyte)(~bitNot)"， 任何对类型sbyte, byte, short 或者 ushort 类型数据的运算，返回结果都是整数。要把值赋给bitNot变量，我们必须使用cast （类型）运算符（强制类型转换），其中Type表示你希望转换成的类型（本例中为sbyte）。 Cast运算符把大范围类型的数据转换为小范围类型的数据时，须特别谨慎，因为此时有丢失数据的危险。一般来说，把小类型的数据赋给大类型变量，并没有问题， 因为大范围数据类型的变量具有足够的空间存放小类型数据。 注意在signed 和unsigned类型之间进行Cast运算时，也存在此类危险。 许多初级程序设计教程对变量的位表示作出了很好的讲解，同时也介绍了直接进行Cast运算的危险。

逻辑非(!)运算符可以处理布尔变量值。本例中，"logNot"变量从false 变为true。

上述程序的输出结果如下：

>Pre-Increment: 1
>Pre-Decrement 0
>Post-Decrement: 0
>Post-Increment -1
>Final Value of Unary: 0
>Positive: 1
>Netative: -1
>Bitwise Not: -1
>Logical Not: True

3.清单 1-3. 二元运算符 Binary.cs

using System;
class Binary {
public static void Main() {
int x, y, result;
float floatResult;
x = 7;
y = 5;
result = x+y;
Console.WriteLine("x+y: {0}", result);
result = x-y;
Console.WriteLine("x-y: {0}", result);
result = x*y;
Console.WriteLine("x*y: {0}", result);
result = x/y;
Console.WriteLine("x/y: {0}", result);
floatResult = (float)x/(float)y;
Console.WriteLine("x/y: {0}", floatResult);
result = x%y;
Console.WriteLine("x%y: {0}", result);
result += x;
Console.WriteLine("result+=x: {0}", result);
}
}

说明

清单1-3 演示了二元操作符的几个例子。加法（+），减法（-），乘法（*）和除法（/）的运算结果，就是我们通常进行的的四则运算的结果。

因为"floatResult"变量是浮点运算类型，所以整型变量"x"和"y" 被强制转换成浮点类型来计算FloatResult。

这里有个求余数的运算符，两个操作数相除，返回余数。

最后一条语句给出了另外一种赋值形式，这里用了（+=）运算符.无论什么时候你使用（+=）运算符，那么这个二进制运算符就应该在运算符左右两边都进行运算，然后把值赋给左边的参数。本语句相当于"result = result + x"，并返回同样的值。

前面的课程中，你看到的使用次数较多的一种类型是"string" （字符串）类型。"string"类型是由包含在引号内的Unicode编码的字符构成。例如"This is a string."

另外一种数据类型是数组。数组可以看成是同种类型的元素构成的集合。当声明数组时，你要指定类型名，数组名，维数和数组大小。

4.清单 1-4. Array Operations: Array.cs

using System;
class Array {
public static void Main() {
int[] myInts = { 5, 10, 15 };
bool[][] myBools = new bool[2][];
myBools[0] = new bool[2];
myBools[1] = new bool[1];
double[,] myDoubles = new double[2, 2];
string[] myStrings = new string[3];
Console.WriteLine("myInts[0]: {0}, myInts[1]: {1}, myInts[2]: {2}", myInts[0], myInts[1], myInts[2]);
myBools[0][0] = true;
myBools[0][1] = false;
myBools[1][0] = true;

Console.WriteLine("myBools[0][0]: {0}, myBools[1][0]: {1}", myBools[0][0], myBools[1][0]);
myDoubles[0, 0] = 3.147;
myDoubles[0, 1] = 7.157;
myDoubles[1, 1] = 2.117;
myDoubles[1, 0] = 56.00138917;
Console.WriteLine("myDoubles[0, 0]: {0}, myDoubles[1, 0]: {1}", myDoubles[0, 0], myDoubles[1, 0]);
myStrings[0] = "Joe";
myStrings[1] = "Matt";
myStrings[2] = "Robert";
Console.WriteLine("myStrings[0]: {0}, myStrings[1]: {1}, myStrings[2]: {2}", myStrings[0], myStrings[1], myStrings[2]);
}
}

说明

清单 1-4 演示了数组的各种不同实现方法。第一个例子是"myInts"数组，它在声明的同时进行了初始化。

接着是个二维数组，可以把它理解为数组的数组。我们需要使用"new"运算符来实例化初始数组的大小，之后，再对每个子数组使用new运算符。

第三个例子是个二维数组。数组可以是多维的，每一维可以通过逗号隔开，也必须用"new"运算符进行实例化。

最后定义了一个一维的字符串数组。

每种情况下，对于数据元素的访问可以通过引用元素的位置（下标）来进行。数组的大小可以是任何整型值。其下标从0开始。

小结
到现在为止，你已经了解了C# 的变量，简单数据类型，数组和字符串。我们还学习了如何用C#的运算符构成表达式。