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课件
C#的数据类型系统
1.数据类型构成数据类型系统，C#有五大数据类型，分别是：
引用类型：
（1）类
（2）接口
（3）委托
值类型：
（4）结构体
（5）枚举
2.初学者常用的三种数据类型
（1）“类”类型：用 Class 声明
（2）“结构体”类型：用 Struct 声明
如常见的：byte , sbyte , int , double , char , short 等
（3）“枚举类型”类型：用 Enum 声明
3.课件1中蓝色字体的含义
（1）都是真正的数据类型，且因太常用，C#将其吸收为关键字。
（2）都是最基础的数据类型，是构成其他数据类型的基本单元。
4.学会使用 “go to definition”
光标放在数据类型上右击鼠标，点击" go to definition "可看到定义其的源代码，从而清楚地知道它是属于那种数据类型。
变量
1.如何理解 “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”？
示例代码：
int x;
x = 100;（1）变量表示了存储位置
也就是说：变量名表示（对应着）变量的值在内存中的存储位置。
在代码中，x就是一个标签，对应着内存中的一个地址，“100”这个值就存在这个地址中。
（2）每个变量都有一个类型，以决定什么什么样的值能够存入变量
也就是说：变量类型会告诉计算机系统：从这个位置开始，往后数多少个字节，这段内存用来保存该变量的值。
在代码中，int x ，声明了x为整数类型，即 int32（32表示4个字节的内存空间），表示只有int类型的值才能存入x所指示的地址中去。
2.变量的7种类型
变量分为7种类型，分别是：静态变量，实例变量，数组元素，值参数，引用参数，输出形参，局部变量。每种变量都有其约定俗成的其他名称，所以当我们说“变量”时，通常指的都是“局部变量”。
（1）静态变量：用 Static 声明
（2）实例变量（成员变量，字段）
未用 static 修饰符声明的字段称为实例变量 (instance variable)
（3）数组元素
a.声明方法：数据类型 [ ]
示例：
//声明一个长度为100（400个字节）的整形数组
int [] array = new int [100];b.访问数据元素
访问第一个数：array[0]
访问最后一个数：array[99]
c.怎么理解数组元素也是变量
从array[0]——array[99]，这100个整数，都是变量；每四个字节为一个隔间，每个隔间中可装一个整数的值。
（4）值参数，引用参数，输出形参
示例：
double Add (double a, double b);
{
return a + b;
}
//double a,double b，就是值参数变量
//如果在 double a前用 ref 修饰：ref double a ,就是引用参数变量
//如果在 double a前用 out 修饰：out double a ,就是输出形参变量（5）局部变量
在函数体中声明的变量称为局部变量
3.如何声明一个变量？
声明一个变量：int a ；就是告诉编译器：我需要一个整数类型的变量，一会儿我要用它存储一个值，你记住这是存在的。
声明变量的格式：
有效的修饰符组合（opt) 类型 变量名 初始化器（opt）
示例：
class Student
//声明一个静态变量
{
public static int Amount = 0;
}
//public static：有效的修饰符组合
//int：类型
//Amount：变量名
// = 0:初始化器
4.到底什么是变量？
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。
5.需要搞清楚的两个问题
（1）数据类型是怎样要求存储空间的？
（2）在这段存储空间中，是怎样来存储这个值的？
值类型变量在内存中是如何存储的？（以结构体变量为例）
1.需要明确的知识
（1）计算机内存中是以字节为基本单元进行存储，读取数据的，并且，计算机为每个字节都准备了唯一的编号，内存地址就是字节的编号。
（2）计算机保留了一部分内存，只供给操作系统使用，其他程序不允许使用，剩余内存成为自由内存，如下图：橘色部分表示操作系统所占用的内存，剩余的空白部分就是自由内存。
2.例1：byte
byte b;
b = 100;存储过程：
（1）计算机在内存中寻找空余，找到了一个空余地址：编号10000015的字节，将其作为起始点。
（2）由于变量类型是byte，需一个字节（8Bit)，于是计算机为其切出一个字节的空间。
（3）该变量的值为十进制的100，将其转化为二进制：110 0100，占不够8个字节从高位往下补0：0110 0100
（4）找到变量b所在的内存地址：编号10000015，将二进制数值写入。
3.例2：sbyte
sbyte sb;
sb = -100;
//前有"s"表示有符号位，最高位是符号位，0表示正，1表示负负数的存储原则：按位取反再加一
+100：0 1 1 0 0 1 0 0
取反： 1 0 0 1 1 0 1 1
再加1：1 0 0 1 1 1 0 0 （从低位加1 ，进位）
4.例3：ushort
ushort us;
us = 1000;
//前有"u"表示无符号位1000换算成二进制：1111 1010 00，ushort数据类型在内存中被分配到的内存空间为2个字节，不足位从高位往下补0
引用类型变量在内存中是如何存储的？（以类类型为例）
1.引用类型变量与引用类型实例之间的关系
引用类型变量，就相当于一个小孩儿
引用类型实例，就相当于一个气球
小孩儿牵着气球。
如果只创建了实例，而没有赋值给变量，那么该实例不久后就会被垃圾收集器回收（气球没有小孩儿牵着就飞了）
2.值类型变量与引用类型变量存储的区别
值类型按数据类型的实际大小（bit）分配内存，而引用类型则不是，引用类型变量存储的是实例（对象）的地址，由此达到引用变量对实例的引用。
3.代码示例说明：
class program
{
static void Main(string[] args)
{
Student stu; //创建一个引用类型的变量stu
stu = new Student(); //将stu实例化
Student stu2;
stu2 = stu;
}
}
class Student //创建一个Student类
{
uint ID; //创建实例变量 ID,Score（是值类型变量）
ushort Score;
}（1）计算机一看到待分配内存空间的 “stu” 是一个引用类型的变量，立刻就在找到的空余空间的起点位置为其切出4个字节的内存。
（2）在这4个字节的内存空间中，计算机将这个变量的32个比特位的值全部刷成0，表示该引用变量没有引用任何实例。（这个小孩没有牵气球）
（3）当变量“ stu “引用了实例后（ stu = new Student()；），在堆内存中就创建了Student这个类的实例，这个实例，才是真正包含实例字段ID,Score 的实体。
ID,uint,需4个字节
Score，ushort，需2个字节
于是给这个实例分配了6个字节，前四个属于ID,后两个属于Score。安全符合值类型变量分配内存的机制。
（4）在堆内存上分配了实例的空间，就会有这段堆内存所对应的地址，把这个地址保存在 “stu” 这个变量里。
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如何理解 “两个不同的引用变量引用着同一个引用实例”？
创建引用类型变量 stu2
(5)计算机去寻找空余内存分配引用变量 stu2，找到后立刻为其切出4个字节
(6）将 stu 中的值copy 到 stu2 中，从而实现 stu ,stu2 共同引用一个实例
4.清晰的图片说明
本节课的一些其他知识点
1.局部变量在栈（stack)上分配内存
如以上的stu,stu2引用变量，由于是声明在Main方法中，所以也是局部变量，被分配在栈内存上
2.实例变量会随着类的实例在堆（Heap)上分配内存
3.变量的默认值
一旦变量在内存中分配好之后，把其内存块全部刷成0，就是默认值
4.常量
值不可改变的变量，用 “const” 声明，对于常量来说，初始化器不能省略。
const int x = 1;5.装箱与拆箱
数据类型在内存中是如何起作用的？
代码示例
//装箱操作：
int x = 100;
object obj;
obj = x;
//拆箱操作：
int y = (int)obj;" object " 实际上是引用类型
既然 obj = x，那是否应该把 x 内存中的值复制到 obj 变量中呢？
当然是不对的
如果这样做，就相当于 obj 这个引用类型变量所引用的实例处在内存位置为编号100的地方，而内存编号为100的区域归操作系统所用
什么是装箱？
obj 为引用类型变量，计算机会立刻为其切出4个字节的内存空间，当计算机发现obj所要引用的值不是堆上的实例，而是栈上的值类型的值时，它要做的就是把 栈上的这个值类型的值（100)copy，在堆上找一块可以存储的空间，把该空间变成一个对象，把值paste上去，并将这块内存空间的起点地址存储在obj 变量中，从而构成obj这个引用类型变量对堆上实例的引用。
所以所谓装箱，就是把栈上的值类型的值封装成一个object类型的实例放在堆上。
什么是拆箱？
把堆上object类型的实例里的值，按照要求拆成目标数据类型，并存储在栈上。
装箱，拆箱会损失程序性能，现在已不多用了。
一些需要知道的其他知识
1.关于静态成员和实例成员
静态成员（static member）：又叫类成员，指的是在成员类型或返回值类型前用static关键字修饰的变量或方法，包括静态数据和静态方法。
实例成员（instance member）：又称非静态成员、对象成员，是没有用static修饰的变量或方法，包括实例数据和实例方法。
不同点：表面看就是有没有被static修饰，其次是在内存分配上，类加载时，静态成员只只分配一次，有且只有一份存储空间。而对于实例成员，每产生一个实例都要重新分配一个存储空间。
静态成员的特点：
1）静态成员（包括静态数据和静态方法）必须由类名调用，不能使用对象调用（静态数据可以由实例方法调用）。
2）静态数据属于类的级别，当类加载时，一个静态数据在内存只分配一个存储空间，无论new出多少个实例，它也只是有那一个空间。
3）静态方法只能调用静态数据，不能调用对象。
实例成员的特点：
1）实例成员（包括实例数据和实例方法）必须通过对象来调用，不能使用类名调用。
2）类的实例数据属于类的实例级别，每新创建一个对象，都会在内存中为实例成员开辟一块新的存储空间。
3）实例方法可以调用实例数据和静态数据。
参考资料：
