什么是类型(Type)

又名数据类型(Data Type)
- A data type is a homogeneous collection of values，effectively presented，equipped with a set of operations which manipulate these values
- 是数据在内存中存储时的”型号”
- 小内存容纳大尺寸数据会丢失精确度、发生错误
- 大内存容纳小尺寸数据会导致浪费
- 编程语言的数据类型与数学中的数据类型不完全相同，如int x = 3/4；(结果为0)，而在数学中为0.75
- 程序不运行时，存储在硬盘中，运行时，加载至内存中。打开软件，即将程序从硬盘加载至内存中，所以程序打开的快慢，与硬盘和内存都有关

强类型语言与弱类型语言的比较

C语言示例：if条件

int _tmain(int argc,_TCHAR* argv[])
{
int x = 100;
//以下可以编译通过，并打印It's OK!
//因为编译器会把x=200当成一个非0值，即为true
if(x = 200)
{
   printf("It's OK!")；
}
//以下编译会报错,需改成"200 == x"
if(200 = x)
{
   printf("It's OK!")；
}
return 0;
}

javascript语言示例：动态类型

<script>
function ButtonClicked(){
var myVar = 100;
myVar = "Mr.Okay!";
alert(myVar);
}
</script>

C#语言对弱类型/动态类型的模仿

static void Main(string[] args)
{
dynamic myVar = 100;
Console.WriteLine(myVar);
myVar = "Mr.Okay!";
Console.WriteLine(myVar);
}

类型在C#语言中的作用

一个C#类型中所包含的信息有
- 存储此类型变量所需的内存空间大小
- 此类型的值可表示的最大、最小值范围
  - 数据大小关系：1GB(千兆)=1024MB，1MB(兆)=1024KB，1KB(千字节)=1024B，1B(字节)=8bit(比特位)

此类型所包含的成员(如方法、属性、事件等)
此类型由何基类派生而来。示例：利用反射动态地调用一个类型的属性和方法 ```csharp using System.Windows.Forms

namespace TypeSample { class Program { static void Main(string[] args) { Type myType = typeof(Form); Console.WriteLine(myType.BaseType.FullName);

        PropertyInfo[] pInfos = myType.GetProperties();
        MethodInfo[] mInfos = myType.GetMethods();
        foreach(var p in pInfos)
        {
            Console.WriteLine(p.Name);
        }
        foreach(var m in mInfos)
        {
            Console.WriteLine(m.Name);
        }
    }
}

}


   - 程序运行的时候，此类型的变量在分配在内存的什么位置
      - stack(栈)简介：给方法调用使用，比较小(1-2MB，2MB=2*1024*1024=2,097,152byte)
      - stack overflow：循环的递归会导致溢出，或在栈上切过大的内存，如下：
```csharp
namespace StackOverflow
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            //循环的递归
            BadGuy bg = new BadGuy();
            bg.BadMethod();

            //在栈上切过大的内存
            //使用unsafe代码，需在build中允许不安全代码
            unsafe
            {
                int* p = stackalloc int[9999999];
            }
        }
    }

    class BadGuy
    {
        public void BadMethod()
        {
                int x = 100;
            this.BadMethod();
        }
    }
}

  - Heap(堆)简介：存储对象，比较大(几个GB)
  - 使用performance monitor查看进程的堆内存使用量，可以检查程序哪个操作占用较多内存
  - 关于内存泄露(没有垃圾回收)，C#有垃圾回收(GC)机制，C++需手动回收

此类型所允许的操作(运算)，比如double x = 3/4；结果为0而非0.75，因为3和4都为int类型，除法运算后值为0，最后赋值给double类型的x变量

C#语言的类型系统

C#的五大数据类型

类(Classes)：如Window，Form，Console，String
结构体(Structures)：如Int32，Int64，Single，Double。(C#将常用的数据类型吸收为关键字了，int==Int32，long==Int64)
枚举(Enumerations)：如HorizontalAlignment，Visibility。比如Form类型的引用变量，在表示窗口尺寸状态时，分为最大、最小、正常三种，这时就通过FormWindowState枚举类型来设置，如下：

接口(Interfaces)
委托(Delegates)

C#类型的派生谱系

变量、对象与内存

什么是变量

表面上来看(从C#代码的上下文行文上来看)，变量的用途是存储数据
实际上，变量表示了存储位置，并且每个变量都有一个类型，以决定什么样的值能够存入变量
变量一共有7种
- 静态变量，实例变量(成员变量/字段)，数组元素，值参数，引用参数，输出形参，局部变量
狭义的变量指局部变量，因为其他种类的变量都有自己的约定名称
- 简单地讲。局部变量就是方法体(函数体)里申明的变量
变量的申明
- 有效的修饰符组合opt +类型 +变量名 +初始化器opt
变量 = 以变量名所对应的内存地址为起点、以其数据类型所要求的存储空间为长度的一块内存区域

各变量在代码中的示例如下：

namespace TypeInCsharp
{
class Program
{
   static void Main(string[] args)
   {
       Student.Amount = 3;//静态字段直接由类调用
       Student stu = new Student();
       stu.Age = 10;//字段由对象调用
       int[] arr = new int[100];//100为数组元素
       arr[0] = 10;
       int x;//x为局部变量，申明变量x
   }
}

class Student
{
   public Static int Amount;//静态字段
   public int Age;//字段
   //a和b为值参数，如果a由ref修饰，则为引用参数。
   //如果b由out修饰，则为输出形参
   public double Add(double a,double b)
   {
       double resule = a + b;//resule为局部变量
       return resule;
   }
}
}

值类型的变量

以byte/sbyte/short/ushort为例：

static void Main(string[] args)
{
//byte为8个比特位，一个字节，100的二进制为01100100
//由于一部分内存被系统和其他程序占用，内存在10000006地址开始有空闲，于是b的内存地址为10000006，值为01100100存在内存中
byte b = 100;

//有符号值的存储，拿最高位作为符号，0为正，1为负。负数的二进制数为正数按位取反再加1
//-100的二进制为10011100，于是sb的内存地址为10000007，值为10011100存在内存中
sbyte sb = -100；

//ushort为16个比特位，两个字节，1000的二进制为0000‭0011 11101000‬
//us的内存地址为以100000008为开始地址，以100000009为结束地址，值为0000‭0011 11101000‬存在内存中
ushort us = 1000;
}

内存分析如下：
计算机内存最小单位为bit位，一个比特位只能存储一个二进制的数字(0或1)，由于比特位存储能力有限，因此计算机科学将8个bit位组成为一个字节(byte)，计算机内存以字节为基本单元进行存储数据和读取数据，而且计算机为每个字节都准备了唯一的编号，内存地址即为字节在计算机科学中的编号。

值类型没有实例，所谓的”实例”与变量合二为一

引用类型的变量与实例

引用类型变量与实例的关系：引用类型变量里存储的数据是对象的内存地址

namespace TypeInCsharp
{
class Program
{
   static void Main(string[] args)
   {
       //引用类型变量stu，在栈内存中直接分4个字节大小的内存
       //stu的内存地址为以10000006为开始地址，以10000009为结束地址，存储的值为实例在堆内存中的地址值00000001 00110001 00101101 00000001‬
       Student stu;

       //在堆内存中找到空闲内存，地址为20000001(二进制值为00000001 00110001 00101101 00000001‬)，存储实例中的值，ID为uint类型，4个字节，Score为ushort类型，2个字节，一共需要6个字节的空间，初始都为0
       stu = new Student();

       //引用类型变量stu2,在栈内存中寻找4个字节的空闲内存
       //stu2的内存地址为以10000015为开始地址，以10000018为结束地址，存储的值和stu存储的值相同
       Student stu2;
       stu2=stu
   }
}

class Student
{
   uint ID;
   ushort Score;
}
}

内存分析如下：

局部变量是在stack(栈)上分配内存，实例变量(字段)会随着实例在Hrap(堆)上分配内存

变量的默认值

实例变量(字段)有默认值，如上例为0
局部变量无默认值，为了避免不安全代码，必须赋初始值，否者会编译不通过

常量
值不可改变
第一次申明赋值后，不可再次赋值：const x = 1；后续不可x = 2对x值进行改变；

装箱与拆箱(Boxing/Unboxing)

装箱，如下示例：
```
static void Main(string[] args)
{
int x = 100;//值类型变量
object obj;//引用类型变量
obj = x;//装箱
}
```
对上述代码进行分析，obj=x，由于x指向的内存地址，对应内存存储的值为100的二进制数，即01100100。如果obj指向的内存地址，对应内存存储的值也为01100100(obj为引用类型变量，存储的值为实例在堆内存的地址)，而这个地址01100100有可能为操作系统中的值，此时会报错。
所以如果引用类型所引用的值不是堆上的实例，而是一个栈上的值类型时，它会先把值类型的值复制，在堆上找一个空闲可存储的空间，将其变为一个对象，然后把对象的地址转化为二进制，存储到obj变量所对应的内存空间里。
以上过程为装箱，装箱需要从栈上往堆上搬东西，会损耗性能。
拆箱，如下示例：
```
static void Main(string[] args)
{
int x = 100;//值类型变量
object obj;//引用类型变量
obj = x;//装箱
int y = int(obj);//拆箱
}
```
int y = int(obj)，表示将obj在堆上存储的值搬到y指向的内存地址所对应栈内存上，拆箱需要从堆上往栈上搬东西，也会会损耗性能。

《C#语言入门详解》—Timothy Liu

006，007 详解类型、变量与对象