C# 入門指南

單元 3 - 實值型態與參考

～～學習進度表～～

C# 中的資料型態 (data type) 分成兩大類型，實值型態 (value type) 與參考 (reference)

Value Types ⇔ References

使用變數 (variable) 前要先宣告 (declaration) ，例如以下宣告實值型態 int

int a;

int 是數種整數 (integer) 型態之一，之後可以直接用等號與整數的字面常數 (literal) 直接指派數值，例如

a = 0;

關鍵字 (keyword) int 同時也是內建型態名稱 System.Int32 的別名，因為很常用，所以被 C# 直接設定成關鍵字，其他除了列舉 (enumeration) 、結構 (structure) 外的十二種實值型態也是相同情況。

也可以宣告的時候直接指派，例如

int b = 0;

以上寫法等於用關鍵字 new 建立，例如

int c = new int();

上面的變數 c 也會是整數 0 。

整數屬於實值型態中的一種，下表為 C# 中的所有整數型態

類型關鍵字位元數範圍
整數sbyte8-128 到 127
整數byte80 到 255
整數short16-32,768 到 32,767
整數ushort160 到 65,535
整數int32-2,147,483,648 到 2,147,483,647
整數uint320 到 4,294,967,295
整數long64-9,223,372,036,854,775,808 到 9,223,372,036,854,775,807
整數ulong640 到 18,446,744,073,709,551,615

整數就是不帶小數點的數字，為什麼整數有這麼多種呢？這要從處理器的字長 (word length) 講起，字長是處理器一次可以處理的位元數，現在處理器字長常見的有 16 位元、 32 位元及 64 位元，主流桌上型電腦的處理器就是 64 位元，之所以處理器要分不同字長的原因，這是因為不同需求的處理器處理的工作事項不同，所以就有了不同字長的架構。

若是針對特定字長的處理器進行程式開發，直接使用符合該字長的的整數型態或是在不需要大整數的情況下，使用範圍較小的整數型態，理論上可以開發出更有效率的程式，倒是就一般桌上型電腦而言，使用 32 位元的 int 就可以應付大多數的情況，同時不失效率。

int 預設是最常用的整數型態，現在桌上型電腦的主流 CPU 為 64 位元，作業系統應用程式方面也從 32 位元過渡到 64 位元，如果將來慢慢改成 128 位元之後， int 或許會隨之調整為 64 位元或 128 位元。

浮點數 (floating-point number) 有以下三種

類型關鍵字位元數範圍
浮點數float32±1.5 x 10−45 到 ±3.4 x 1038
浮點數double64±5.0 × 10−324 到 ±1.7 × 10308
浮點數decmial128±1.0 x 10-28 到 ±7.9228 x 1028

浮點數的字面常數為帶小數點的數字，例如

double d = 1.0;

浮點數分成三種，且分別佔據三種不同的位元字長是因為可以計算的範圍不同，一般而言 double 會比 float 來得範圍更大而且更精確，至於 decmial 到 128 位元，可計算範圍卻更小，這是因為 decimal 的精確度更高，官方推薦 decimal 可作金融方面的數據計算。

整數是不帶小數點的數字，同時整數是明確的，因此電腦中可以直接儲存整數，帶小數點的浮點數卻不一樣，因為小數點的概念有點抽象，現在的電腦並沒有能精確儲存小數點的硬體，或者說，造價太高，現在電腦中的浮點數是利用整數模擬計算出來的，因此浮點數有準確度的問題。

字元 (character) 型態只有一種，如下表

類型關鍵字位元數範圍
字元charU+0000 到 U+FFFF

C# 字元型態採用單引號為字面常數，單引號內可以是任何的 Unicode 字元

char e = '丟';

由於 Unicode 編碼本身都帶有一個編碼數字，因此字元可以自動轉換成數字，例如

int f = e;

這樣變數 f 會得到整數 19999 。

布林 (boolean) 型態如下表

類型關鍵字位元數範圍
布林booltrue 或 false

布林型態的字面常數就是關鍵字 true 或 false ，例如

bool g = true;

這樣變數 g 就會是 true 。

另外還有兩種實值型態，分別是列舉與結構，如下表

類型關鍵字位元數範圍
列舉enum須自行定義
結構struct須自行定義

列舉屬於簡易的整數數列，使用關鍵字 enum 宣告，例如

enum Day : byte {Sun=1, Mon, Tue, Wed, Thu, Fri, Sat};

以上列舉 Day 裡面的整數為 byte 型態，程式中的 Sun 表示整數 1 ， Mon 表示整數 2 ，以此類推。

結構則是簡化的類別 (class) ，使用關鍵字 struct 宣告，例如

public struct Point
{
    public int x, y;

    public Point(int p1, int p2)
    {
        x = p1;
        y = p2;
    }
}

這樣 Point 結構的變數就帶有兩個欄位 (field) ，分別是 x 及 y ，定義時同樣要用關鍵字 new ，如下

Point p = new Point(10, 20);

列舉與結構的詳細定義與使用，請參考單元 9 - 列舉與結構。

結構就是定義簡單的物件 (object) ，更複雜的物件都應該要由類別來定義，使用關鍵字 class 定義的類別而建立的變數屬於參考，除了類別之外，使用關鍵字 delegate 、 dynamic 、 interface 、 object 、 string 宣告的項目也都屬於參考。

之後的單元會介紹如何使用這些關鍵字。

實務上定義類別很複雜，包括需要學習物件導向 (object-oriented) 的觀念，這在單元 10 到單元 12 才會陸續介紹，下一個單元先進入命名規則與習慣，了解怎麼命名變數與識別字 (identifier) 。

相關教學影片

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中英文術語對照
布林boolean
字元character
類別class
資料型態data type
宣告declaration
浮點數floating-point number
列舉enumeration
識別字identifier
整數integer
字面常數literal
物件object
物件導向object-oriented
參考reference
結構structure
實值型態value type
變數variable
字長word length
參考資料
1. Microsoft Docs | 實值型別 (C# 參考)
2. Microsoft Docs | bool (C# 參考)
3. Microsoft Docs | 整數的數字型別 (C# 參考)
4. Microsoft Docs | 浮點數值型別 (C# 參考)
5. Microsoft Docs | char (C# 參考)
6. Microsoft Docs | enum (C# 參考)
7. Microsoft Docs | struct (C# 參考)
8. Microsoft Docs | 參考型別 (C# 參考)
8. Microsoft Docs | 類別 (C# 參考)
9. Microsoft Docs | 內建參考型別 (C# 參考)
重點整理
1. 1. C# 的資料型態分成兩大類型，實質型態與參考。
2. 使用變數前要先宣告，如果不指定型態可以用 var 宣告，宣告後的變數可以用等號用字面常數指派數值，或是用關鍵字 new 建立物件。
3. 實質型態包括整數、浮點數、字元、布林、列舉及結構，參考型態主要由類別定義。
4. 整數依據範圍及正負號有八種。
5. 浮點數依據範圍及精確度有三種。
6. 字元為 8 位元的整數。
7. 布林型態只有 true 及 false 兩種值。
8. 列舉為整數數列，結構為簡化的類別。
問題與討論
1. 為什麼要把資料型態分成實質型態與參考？
2. 為什麼整數要分成八種？浮點數要分成三種？
3. 想一想，列舉型態可以用在哪些地方？
4. 既然要設計類別，為什麼還要有簡化的結構呢？
練習
1. 建立一個新專案 Exercise0301 ，裡頭宣告建立 int 型態的變數 a ，並將 a 設定為 1 ，繼續宣告建立 string 型態的變數 b ，將變數 b 設定為 "2" ，繼續宣告建立 double 型態的變數 c ，將變數 c 設定為 3.0 ，最後印出這三個變數。
2. 建立一個新專案 Exercise0301 ，裡頭建立一個變數 a 、 b ，分別指派 true 及 false ，然後印出來
3. 建立一個新專案 Exercise0303 ，用 '*' 印出一個三角形。