Динамическая инициализация
При инициализации переменной в C# можно сразу присваивать ей значение, вычисляемое на основании других объектов языка, таких как переменные, методы и т.д. Например:
double a = 2.5, b = 5, angle = 45 * Math.Pi / 180; //Вычисление площади треугольника по двум сторонам и углу между ними double s = (a * b * Math.Sin(angle)) / 2;Константы
Константы хранят данные, которые не могут быть изменены в процессе выполнения программы. Их значения присваиваются в конце компиляции. Для объявления констант в C# используется ключевое слово const:
const data_type name = value;Пример:
const double pi = 3.14159265;Похожее применение имеет модификатор readonly, также запрещающий изменение значения после инициализации. Но, в отличии от const, readonly запись данных в readonly переменную происходит уже во время выполнения программы. Это позволяет присвоить значение на ходу, по принципу динамической инициализации.
Неявная типизация
При объявлении и инициализации переменной можно позволить компилятору самостоятельно определить тип переменной, основываясь на присваиваемом значении. Это делается при помощи ключевого слова var:
var x = 10; // Целочисленный тип var c = ‘c’; // char var f = 15.36F; // floatПосле инициализации, неявно типизированная переменная не имеет никаких отличий от явно типизированной.
Наличие ключевого слова var не означает, что им можно повсеместно заменять конкретные типы при объявлении. Не стоит использовать неявную типизацию без необходимости, ведь статическая типизация требует от программиста ясности в том, какой именно тип данных имеет переменная.
Правила объявления и инициализации переменных
Переменные объявляются в следующей форме:
type variable_name; // type – тип данных, variable_name – имя переменной
При объявлении переменной за ней закрепляется тип и выделяется соответствующая область памяти.
Имя переменной должно соответствовать следующим правилам:
- Нельзя использовать зарезервированные слова языка C# в качестве имени;
- Имя может состоять из цифр, латинских букв и символа подчеркивания, но нельзя использовать цифру в качестве первого символа;
- Максимальная длина имени 255 символов;
Для дальнейшего использования переменную также нужно инициализировать – придать ей начальное значение.
Это можно сразу сделать в строке объявления при помощи оператора присваивания (=). При инициализации можно использовать не только константы, но и любые вычислительные выражения на основе объектов и операторов C#.
Примеры объявления и инициализации:
int my_variable; // Объявление int 1variable; // Неправильное имя, компилятор выдаст сообщение об ошибке; int copy_variable = my_variable; // Ошибка, так как переменная my_variable не инициализирована; double pi = 3.1416; // Объявление с инициализацией; bool OnOff; bool isOn = true;OnOff = isOn; // Отложенная инициализация;Также, при присвоении переменной значения с плавающей точкой важно знать о суффиксах. Компиляторы зачастую по умолчанию воспринимают числа с плавающей точкой как тип double. Для типа float нужно добавлять в конце f, для decimal – m, а для double – d:
float flt = 15.36f; decimal dcml = 30.43m; double dbl = 10.453d;
Типы данных
В соответствии с особенностями использования разных областей памяти (стек и куча) и дальнейшего взаимодействия переменных, типы данных разделяют на типы значений (value type) и ссылочные типы (reference type). В таблице указаны встроенные типы в C# со ссылками на документацию MSDN.
| Типы значений | Ссылочные типы | |
| Целочисленные (sbyte, byte, short, ushort, int, uint, long, ulong, char) | Объявление ссылочных типов | Класс (class) |
| С плавающей запятой (float, double) | Интерфейс (interface) | |
| Десятичный (decimal) | Делегат (delegate) | |
| Логический (bool) | Встроенные ссылочные типы | Строка (string) |
| Структуры (struct) | Объект (object) | |
| Перечисления (enum) | Динамический (dynamic) |
Далее рассмотрим каждый тип значений по отдельности.
Целочисленные типы
Целочисленные типы различаются между собой объемом занимаемой памяти и диапазоном возможных значений:
| Тип | Системный тип (.NET Framework) | Размер в байтах | Диапазон значений |
| byte | System.Byte | От 0 до 255 | |
| sbyte | System.SByte | От -128 до 127 | |
| short | System.Int16 | От -32768 до 32767 | |
| ushort | System.UInt16 | От 0 до 65535 | |
| int | System.Int32 | От -2147483648 до 2147483647 | |
| uint | System.UInt32 | От 0 до 4294967295 | |
| long | System.Int64 | От -9223372036854775808 до 9223372036854775807 | |
| ulong | System.UInt64 | От 0 до 18446744073709551615 | |
| char | System.Char | Символ Unicode, от U+0000 до U+ffff |
sbyte, short, int и long являются целочисленными типами со знаком. Работая с такими числами, компилятор C# в двоичном представлении считает первый бит флагом знака: 0 – положительный, 1 – отрицательный. Чтобы представить целое число со знаком минус в таком виде, его модуль преобразуется в двоичную систему счисления, биты заменяются на противоположные, а в качестве старшего бита прибавляется единица.
Чаще всего в C# используется тип int, так как он предоставляет достаточный диапазон для большинства вычислительных нужд. Если вы точно знаете будущий диапазон значений объявляемой целочисленной переменной, в идеале стоит выбрать соответствующий тип. В ином случае, поскупившись на пару байт и, использовав short вместо int, вы рискуете появлением бага в программе.
Также целочисленным переменным можно присваивать значения в шестнадцатеричной системе счисления, используя префикс 0x. Например, так:
byte sxt = 0xf0;Отдельное внимание стоит уделить типу char, отвечающему за представление символов. Его 16-разрядный двоичный код при преобразовании в шестнадцатеричную систему счисления становится четырехзначной кодировкой символа Unicode.
Юникод охватывает символы почти всех языков мира, а так же множество спецсимволов. В десятичном представлении это целое число от 0 до 65535. Стандартный 8-битный ASCII код представляется в юникоде в оригинальном порядке от 0 до 127 (т.е. от U+0000 до U+007f). Символьные значения присваиваются при помощи одинарных кавычек:
char k = ‘c’;Типы чисел с плавающей запятой
Типов с плавающей запятой всего два:
| Тип | Системный тип (.NET Framework) | Диапазон | Точность | Размер в байтах |
| float | System.Single | От -3.4*1038 до 3.4*1038 | До 7 знаков | |
| double | System.Double | От -1.7*10308 до 1.7*10308 | До 16 знаков |
Как уже говорилось, при инициализации компилятор присваивает нецелочисленным значениям тип double. Также он зачастую делает это при неявном преобразовании в тип с плавающей запятой. Если же вы хотите сэкономить 4 байта, зная, что точность в данном случае не сильно важна, то можете использовать тип float при помощи суффикса f.
float value = 1.72f;Десятичный тип
Десятичный тип (decimal) применяется там, где нужна высокая точность чисел с плавающей запятой. Он занимает 16 байт, может хранить значения в диапазоне от -7.9*1028 до 7.9*1028 с точностью до 29 знаков после запятой, и представлен системным типом System.Decimal. Создан этот тип для применения в финансовых расчетах.
decimal value = 1.72mЛогический тип
Логический тип (bool) может принимать всего два значения: true либо false. Он занимает 1 байт и наследуется от структуры System.Boolean. Переменной типа bool можно присвоить любое выражение, которое вычисляется как bool. Например:
bool c = (a == b); // Если значение a равно значению b, bool будет присвоено true, иначе falseСтруктура
Структура (struct) – тип, в котором можно хранить некоторое количество разнотипных переменных (полей), а также методы, операторы, свойства, конструкторы и прочее, присущее классу C#. Их различие в том, что struct – это знаковый тип, а class – ссылочный. Подробнее их различия описаны в отдельном разделе.
Пример структуры с полями:
public struct Bycicle{ public string name = 'TwoWheels'; public byte gears = 18; public float price = 99.99;}Перечисление
Перечисления объявляются ключевым словом enum. Это набор именованных констант любого целочисленного типа, кроме char. Например:
enum CountdownFromThree: byte {Zero, One, Two = 2, Three};Хотя в примере инициализирован только перечислитель Two, остальным по умолчанию присвоены значения по порядку, начиная с 0.
Неявная типизация
В C# есть возможность неявной типизации – когда компилятор самостоятельно пытается определить тип объявленной и инициированной переменной. Делается это с помощью ключевого слова var, в объявлении заменяющего тип. При этом инициировать переменную неким значением обязательно, ведь именно по этому значению компилятор будет судить о типе переменной. Выглядит это так:
var lucky = ‘k’; // Будет выбран тип переменной char var fin = 23.91352342132m; // Будет выбран тип переменной decimal, благодаря суффиксу mДинамические переменные
В C# есть особый тип, предоставляющий некоторые возможности динамической типизации. Он объявляется ключевым словом dynamic. По сути, этот тип все же является статическим, но он обходит проверку компилятора. После компиляции он превращается в object. И дальше все просто: если вы правильно использовали динамический тип и дальнейший ход программы с использованием такой переменной правильно работает с любым ее значением, то вы сэкономили некоторое время исполнения и написали грациозный код, который реагирует сразу на несколько типов принимаемых значений. Если же вы допустили ошибку, то узнаете о ней уже в ходе исполнения программы, так как сами запретили компилятору распознать ее.
dynamic value = 'a';