二、C#基础-基本数据类型与运算符及表达式

这一讲主要是
  • C#数据类型
  • 类型转换
  • 运算符
  • 表达式
C#数据类型
在 C# 中,变量分为以下几种类型:
  • 值类型(Value types)
  • 引用类型(Reference types)
  • 指针类型(Pointer types)
值类型(Value types)
值类型变量可以直接分配给一个值。它们是从类 System.ValueType 中派生的。
值类型直接包含数据。比如 int、char、float,它们分别存储数字、字符、浮点数。当您声明一个 int 类型时,系统分配内存来存储值。

 
如需得到一个类型或一个变量在特定平台上的准确尺寸,可以使用 sizeof 方法。表达式 sizeof(type) 产生以字节为单位存储对象或类型的存储尺寸。下面举例获取任何机器上 int 类型的存储尺寸:
using System;

namespace DataTypeApplication
{
   class Program
   {
      static void Main(string[] args)
      {
         Console.WriteLine("Size of int: {0}", sizeof(int));
         Console.ReadLine();
      }
   }
}
当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:
Size of int: 4
引用类型(Reference types)
引用类型不包含存储在变量中的实际数据,但它们包含对变量的引用。
换句话说,它们指的是一个内存位置。使用多个变量时,引用类型可以指向一个内存位置。如果内存位置的数据是由一个变量改变的,其他变量会自动反映这种值的变化。内置的 引用类型有:object、dynamic 和 string。
对象(Object)类型
对象(Object)类型 是 C# 通用类型系统(Common Type System - CTS)中所有数据类型的终极基类。Object 是 System.Object 类的别名。所以对象(Object)类型可以被分配任何其他类型(值类型、引用类型、预定义类型或用户自定义类型)的值。但是,在分配值之前,需要先进行类型转换。
当一个值类型转换为对象类型时,则被称为  装箱;另一方面,当一个对象类型转换为值类型时,则被称为  拆箱
object obj;
obj = 100; // 这是装箱
int num = (int)obj; //这是拆箱
动态(Dynamic)类型
您可以存储任何类型的值在动态数据类型变量中。这些变量的类型检查是在运行时发生的。
声明动态类型的语法:
dynamic = value;
例如:
dynamic d = 20;
动态类型与对象类型相似,但是对象类型变量的类型检查是在编译时发生的,而动态类型变量的类型检查是在运行时发生的。
普及以下编译时/运行时:
编译时和运行时是软件开发里面用于描述两个不同的软件开发阶段。源代码需要被编译成机器可以识别的程序,这个编译过程被称为编译时。用户可以运行编译过的程序,程序运行的过程被称为运行时
字符串(String)类型
字符串(String)类型 允许您给变量分配任何字符串值。字符串(String)类型是 System.String 类的别名。它是从对象(Object)类型派生的。字符串(String)类型的值可以通过两种形式进行分配:引号和 @引号。
例如:
String str = "runoob.com";
一个 @引号字符串:
@"runoob.com";
C# string 字符串的前面可以加 @(称作"逐字字符串")将转义字符(\)当作普通字符对待,比如:
string str = @"C:\Windows";
等价于:
string str = "C:\\Windows";
@ 字符串中可以任意换行,换行符及缩进空格都计算在字符串长度之内。
string str = @"
   
";
用户自定义引用类型有:class、interface 或 delegate。我们将在以后的章节中讨论这些类型。
指针类型(Pointer types)
指针类型变量存储另一种类型的内存地址。C# 中的指针与 C 或 C++ 中的指针有相同的功能。
声明指针类型的语法:
type* identifier;
例如:
char* cptr;
int* iptr;
类型转换
类型转换从根本上说是类型铸造,或者说是把数据从一种类型转换为另一种类型。在 C# 中,类型铸造有两种形式:
  • 隐式类型转换 - 这些转换是 C# 默认的以安全方式进行的转换, 不会导致数据丢失。例如,从小的整数类型转换为大的整数类型,从派生类转换为基类。
  • 显式类型转换 - 显式类型转换,即强制类型转换。显式转换需要强制转换运算符,而且强制转换会造成数据丢失。
C#类型转换方法
C# 提供了下列内置的类型转换方法:

 
运算符
运算符是一种告诉编译器执行特定的数学或逻辑操作的符号。C# 有丰富的内置运算符,分类如下:
  • 算术运算符
  • 关系运算符
  • 逻辑运算符
  • 位运算符
  • 赋值运算符
  • 其他运算符
算术运算符
下表显示了 C# 支持的所有算术运算符。假设变量 A 的值为 10,变量 B 的值为 20,则:

 
自增、自减用法注意:
c =  a++: 先将 a 赋值给 c,再对 a 进行自增运算。
c =  ++a: 先将 a 进行自增运算,再将 a 赋值给 c 。
c =  a--: 先将 a 赋值给 c,再对 a 进行自减运算。
c =  --a: 先将 a 进行自减运算,再将 a 赋值给 c 。
using System;

namespace OperatorsAppl
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            int a = 1;
            int b;

            // a++ 先赋值再进行自增运算
            b = a++;
            Console.WriteLine("a = {0}", a);
            Console.WriteLine("b = {0}", b);
            Console.ReadLine();

            // ++a 先进行自增运算再赋值
            a = 1; // 重新初始化 a
            b = ++a;
            Console.WriteLine("a = {0}", a);
            Console.WriteLine("b = {0}", b);
            Console.ReadLine();

            // a-- 先赋值再进行自减运算
            a = 1;  // 重新初始化 a
            b= a--;
            Console.WriteLine("a = {0}", a);
            Console.WriteLine("b = {0}", b);
            Console.ReadLine();

            // --a 先进行自减运算再赋值
            a = 1;  // 重新初始化 a
            b= --a;
            Console.WriteLine("a = {0}", a);
            Console.WriteLine("b = {0}", b);
            Console.ReadLine();
        }
    }
}
执行以上程序,输出结果为:
a = 2
b = 1
a = 2
b = 2
a = 0
b = 1
a = 0
b = 0
关系运算符
下表显示了 C# 支持的所有关系运算符。假设变量 A 的值为 10,变量 B 的值为 20,则:

逻辑运算符
下表显示了 C# 支持的所有逻辑运算符。假设变量 A 为布尔值 true,变量 B 为布尔值 false,则:

位运算符
位运算符作用于位,并逐位执行操作。&、 | 和 ^ 的真值表如下所示:

假设如果 A = 60,且 B = 13,现在以二进制格式表示,它们如下所示:
A = 0011 1100
B = 0000 1101
-----------------
A&B = 0000 1100
A|B = 0011 1101
A^B = 0011 0001
~A  = 1100 0011
下表列出了 C# 支持的位运算符。假设变量 A 的值为 60,变量 B 的值为 13,则:

 
赋值运算符
下表列出了 C# 支持的赋值运算符:
其他运算符
下表列出了 C# 支持的其他一些重要的运算符,包括 sizeof、typeof 和 ? :。
C# 中的运算符优先级
运算符的优先级确定表达式中项的组合。这会影响到一个表达式如何计算。某些运算符比其他运算符有更高的优先级,例如,乘除运算符具有比加减运算符更高的优先级。
例如 x = 7 + 3 * 2,在这里,x 被赋值为 13,而不是 20,因为运算符 * 具有比 + 更高的优先级,所以首先计算乘法 3*2,然后再加上 7。
下表将按运算符优先级从高到低列出各个运算符,具有较高优先级的运算符出现在表格的上面,具有较低优先级的运算符出现在表格的下面。在表达式中,较高优先级的运算符会优先被计算。

 
特殊讲解:
&,|,^ 除了用于位运算,还可以用于逻辑运算,分别对应与,或,异或。
^ 运算符针对整型类型和 bool 预定义了二元 ^ 运算符。 对于整型类型,^ 会计算其操作数的按位异或。 对于 bool 操作数,^ 计算其操作数的逻辑异或; 即,当且仅当其一个操作数为 true 时,结果才为 true。
Console.WriteLine(true ^ false);  // 返回 true
Console.WriteLine(false ^ false);  // 返回 false
Console.WriteLine(true ^ true);  // 返回 false
| 运算符针对整型类型和 bool 预定义了二元 | 运算符。 对于整型类型,| 会计算其操作数的按位 OR。 对于 bool 操作数,| 会计算其操作数的逻辑 OR; 即,当且仅当其两个操作数皆为 false 时,结果才为 false。
Console.WriteLine(true | false);  // 返回 true
Console.WriteLine(false | false); // 返回 false
& 运算符为整型类型和 bool 预定义了二元 & 运算符。 对于整型类型,& 计算其操作数的逻辑按位 AND。 对于 bool 操作数,& 计算其操作数的逻辑 AND; 即,当且仅当其两个操作数皆为 true 时,结果才为 true。
Console.WriteLine(true & false);  // 返回 false
Console.WriteLine(true & true);   // 返回 true
其中&,|的运算结果与&&,||完全相同,但&&和||的性能更好。因为&&和||都是检查第一个操作数的值,如果已经能判断结果,就根本不处理第二个操作数。
比如:
bool a = true;               
bool b = false;              
bool c = a || b;
检查第一个操作数a时已经得出c为true,就不用再处理第二个操作数b了。
正则表达式
正则表达式 是一种匹配输入文本的模式。.Net 框架提供了允许这种匹配的正则表达式引擎。模式由一个或多个字符、运算符和结构组成。
定义正则表达式
下面列出了用于定义正则表达式的各种类别的字符、运算符和结构。
  • 字符转义
  • 字符类
  • 定位点
  • 分组构造
  • 限定符
  • 反向引用构造
  • 备用构造
  • 替换
  • 杂项构造
字符转义
正则表达式中的反斜杠字符(\)指示其后跟的字符是特殊字符,或应按原义解释该字符。
下表列出了转义字符:

 
字符类
字符类与一组字符中的任何一个字符匹配。
下表列出了字符类:

 
定位点
定位点或原子零宽度断言会使匹配成功或失败,具体取决于字符串中的当前位置,但它们不会使引擎在字符串中前进或使用字符。
下表列出了定位点:

分组构造
分组构造描述了正则表达式的子表达式,通常用于捕获输入字符串的子字符串。
下表列出了分组构造:

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