第三章-C#程序设计基础

第三章C#程序设计基础在深入讨论C#面向对象程序设计之前，首先需要掌握C#语言的基本语法结构。本章将介绍C#的数据类型、运算符和表达式，以及流程控制语句。3.1数据类型数据类型是对客观数据对象的抽象，它将数据和对数据的操作封装为一个整体。C#语言中的数据类型分为值类型和引用类型两大类。值类型包括整数、字符、实数、布尔数据等简单值类型，以及结构和枚举两种复合值类型；引用类型包括类、接口、委托和数组。这些类型在本质上都是面向对象的。3.1.1C#数据类型C#语言包含13种数值类型，如表3-1所示。这些内部类型由C#中的关键字定义，它们可以被任何C#程序使用。数值类型一词表明这些类型的变量有它们对应的数值。这不同于引用类型，引用类型变量包含对实际值的引用。因此，值类型更类似其他一些程序设计语言（如C++）中的数据类型。表3-1C#的数值类型类型含义bool布尔逻辑值（true和false）byte8位无符号整数char字符数据类型decimal十进制数值类型double双精度浮点类型float单精度浮点类型int整型long长整型sbyte8位有符号整数short短整型uint无符号整型ulong无符号长整型ushort无符号短整型C#语言中严格限定了每一种数值类型的取值范围，由于可移植性的需要，C#在这一点上是强制的。例如：int类型在所有执行环境中都是相同的，不需要而外编写代码来适应特定的平台。尽管在某些特定环境中，严格指定数值类型的大小可能导致一些性能的损失，但为使程序具备可移植性，这是非常必要的。3.1.2整型C#定义了8中整数类型：byte、sbyte、short、ushort、int、uint、long、ulong。它们的位宽度和取值范围如表3-2所示。表3-2整数类型的位宽度和取值范围类型位宽度取值范围byte80~255sbyte8-128~127short16-32768~32767ushort160~65535int32-2147483648~2147483647uint320~4294967295long64-9223372036854775808~9223372036854775807ulong640~18446744073709551615如上表所示，C#定义了各种整数类型的有符号形式和无符号形式。有符号整数和无符号整数的不同在于对整数高阶位的处理方式。对于有符号整数，C#编译器将产生代码，把整数的高阶位作为符号位。如果符号位为0，那么此数为正数；如果符号位为1，那么此数为负数。最常用的整数类型是int类型。int类型的变量通常在控制循环、索引数组和常见的整数运算中。但当整数的取值范围超出int类型的取值范围时，可以有多种选择。如果要存储的是无符号数，可以是uint类型；对于数值较大的有符号数可以使用long类型；对于取值更大的无符号数可以使用ulong类型。3.1.3浮点类型浮点类型可以表示带有小数部分的数据。浮点类型有两种：float和double，分别表示单精度数和双精度数。float类型的宽度为32位，其取值范围大约是1.5E-324～1.7E+308，而double类型的宽度为64位，取值范围大约为5E-324～1.7E+308。例如：编写程序计算圆的面积。//P3-1usingSystem;namespaceP3_1{classGetArea{publicstaticvoidMain(){doubler;doublearea;r=5.0;area=3.1415926*r*r;Console.WriteLine(“areaofcircleis:”+area);}}}说明：程序中GetArea、r、area都是标识符。标识符是为类、对象、变量和方法等指定的名称。C#中标识符通常是由字母、或者下划线开头，后跟字母、数字或者下划线组成的字符序列。另外，C#语言是大小写敏感的，例如myvar和Myvar是两个不同的标识符。关键字不能作为标识符使用，但是在关键字的前面加上@之后就可以作为标识符使用，但是这样做不是一种好的习惯。C#语言的关键字请参考附录。3.1.4decimal类型decimal类型通常用于货币计算，它使用128位来表示1E-28～7.9E+28之间的数值。众所周知，正常的浮点运算涉及到小数时常引发各种舍入误差。decimal类型消除了这种误差，并且能够精确地表示28位有效数字。这种在表示小数时不出现舍入误差的能力，使得它在被用于财务计算时非常有效。例如，下面的程序是根据购买商品的数量，计算打折后应支付的费用。usingSystem;namespaceP3_2{classusedecimal{publicstaticvoidMain(){decimalprice,discount,paymoney;intnum;price=19.95m;discount=0.15M;num=15;paymoney=price*num*(1-discount);Console.WriteLine(“themoneyshouldpayis:￥”+paymoney);}}}注意，上例中的小数常量后面有一个m或M，这是必要的，否则这些数将被认为是标准的浮点常量。3.1.5字符类型不同于多数其他计算机语言（如C++），C#语言的字符不是8位，而是采用Unicode编码的16位字符类型。Unicode定义的字符集大到足以表示所有人类语言中出现的字符。C#中的char类型是无符号的16位类型，其取值范围是0～65535。可以给字符类型的变量赋值，此时字符值需要用单引号括起来。例如：charch;ch=’A’;虽然C#的char类型定义为整数类型，但是它不能任意和整数混合使用。这是因为没有从整数类型到char类型的自动类型转换。例如，下面的代码是非法的。charch;ch=10;//错误3.1.6布尔类型布尔类型（bool）表示逻辑值真或假。C#语言采用保留字true和false来表示真和假。因此，布尔类型的变量或表达式将只能取这两个值中的一个。不同于其他计算机语言，C#没有定义布尔类型和整型之间的转换。例如，1不能转换为true，0不能转换为false。例如，下面的程序演示了布尔数据的使用。usingSystem;namespaceP3_3{classusebool{publicstaticvoidMain(){boolb=false;Console.WriteLine(b);b=true;Console.WriteLine(b);Console.WriteLine(1015);}}}3.1.7输出格式控制到目前为止，当使用WriteLine输出数据时，数据总是以默认的格式显示输出。但是，C#语言提供了一种复杂的格式控制机制，允许用户自定义数据的显示方式。本书后面将会讨论格式化的I/O，这里先简单介绍一些格式化的常用选项。使用这些选项，将能够指定WriteLine的输出格式，从而产生更令人满意的结果。当一个WriteLine语句要输出多个数据项时，用“+”将各个数据项连接起来，如下所示。Console.WriteLine(“youordered”+2+“itemsat$”+3+“each”);Console.WriteLine(“Hereis10/3”+10.0/3.0);虽然，上面的方式使用很方便，但是不能控制数值的输出精度和小数位数。要控制数字数据的格式，需要使用WriteLine语句的第二种形式，它允许嵌入格式化信息，如下所示：WriteLine(“formatstring”,arg0,arg1,arg2,…,argn);这种形式中，WriteLine的参数由逗号隔开，而不是“+”。格式化字符串（formatstring）包含两项内容：规则和格式说明符。格式说明符采用如下的基本形式：｛argnum,width:fmt｝其中，argnum中指定要显示的参数个数（从0开始）。width中指定字段的最小宽度，fmt中指定格式。执行过程中，当在格式字符串中出现格式说明符时，argnum中的数字指定了相应的参数argnum所在位置由所对应的参数取代，即格式说明符定义了参数显示位置。width和fmt都是可选项。因此，在其最简形式中，格式说明符只简单地表明显示哪个参数。例如｛0｝表示arg0，｛1｝表示arg1。例如：Console.WriteLine(“Februaryhas{0}or{1}days.”,28,29);输出结果是：Februaryhas28or29days.下面给出指定了最小字段宽度的示例：Console.WriteLine(“Februaryhas{0，5}or{1，10}days.”,28,29);输出结果是：Februaryhas28or29days.从上面的输出可以看到，这里使用空格来确保输出达到最小字段的宽度。如果实际输出的数值大于指定的最小宽度，则按实际的宽度输出。下面给出使用格式说明符fmt的例子：Console.WriteLine(“Hereis10/3:{0:#.##}”,10.0/3.0);输出如下：Hereis10/3:3.33本例中的#.##，是控制输出小数时只输出两位小数。又如：Console.WriteLine(“｛0:###,###.##｝”,123456.567);输出如下：123,456.57如果要用美元和美分的格式显示数值，则可以使用C格式说明符，例如：decimalbalance；balance=12323.09m;Console.WriteLine(“Currencebalanceis{0:C}”,balance);输出结果是：Currencebalanceis$12，323.093.1.8直接量C#中，直接量是指以固定格式表示的固定数值。例如，常数100是一个直接量。直接量通常也称为常量。C#中的常量可以是任意数值类型的，每种不同类型的常量有不同的表示方式。下面进行说明。字符常量是用单引号括起来的单个字符。例如，’A’,’%’,’a’。整数常量是不包含小数部分的数。例如，10，0，-100等。浮点常量是带小数点的数。例如，11.23，-96.3，0.0等。由于C#是一种强类型语言，所以直接量也有类型。自然地，这也会引入如下问题：数字直接量的类型是什么？例如，1212311或者0.23的类型是什么？幸运的是，C#给出了一些易于理解的规则来解决这些问题。第一，对于整数直接量，直接量的类型取能保存该数值的最小整数类型即可，首先考虑的是int类型。类型的取值范围由小到大依次是：int、uint、long、ulong，具体类型要由数值所属的范围决定。第二，浮点数直接量的类型统一为double类型。对于直接量，如果想改变C#默认的类型，可以通过附加后缀来显示地指定其类型。如要指定long类型的直接量，加上后缀l或L。例如，12是int类型，12L则是long类型。要指定无符号整数，则加上会长u或U，例如，100是int类型，而100U是uint类型。要指定无符号长整型，使用ul或UL，例如，456UL是无符号长整型。要指定float类型直接量，则在常量后加上f或F，例如，10.19F。要指定decimal类型的直接常量，则加上后缀m或M。例如，89.6m。注意，虽然整数常量默认创建为int、uint、long、ulong类型，但是可以将它们赋值给byte、sbyte、short或ushort类型的变量，只要所赋的值能表示成目标类型即可。1.转义字符用单引号表示的字符常量对于大部分可打印字符是有效的，但是对于一些非打印字符，如回车、水平制表符、退格符等，使用文本编辑器时就会有问题出现。此外，一些其他字符，如单引号、双引号，在C#中有特殊用途，所以不能直接使用它们。由于这些原因，C#提供了特殊的转义字符，如表3-3所示。这些序列可以表示它们所代表的非打印字符。表3-3转义字符序列转义字符含义\a响铃\b退格\f换页\n换行\r回车\t水平制表符\v垂直制表符\0空