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C# 變數與型別

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新的一年有機會在公司內部接觸一些些後端語言，公司的後端是 ASP.Net，所以開啟了 C# 學習之路
最最初階的學習資源，目前是來自：
dotnetcademy
適用於初學者的 C# 基礎知識

宣告變數，需指定其類型並提供名稱

C# 是 強型別語言 (Strongly Typed Language)，這表示每個變數 (Variable) 或常數 (Constant) 在使用之前都必須先明確定義其型別 (Type)。

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string greeting;
int a, b, c;
List<double> xs;

Value Types 與 Reference Types

Value Types

  • 直接存放值本身於變數的記憶體中。
  • 當將 value type 變數的值指派給另一個變數時，是將該值複製一份，兩個變數之間完全獨立。
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int a = 1;
int b = a;  // b 複製了 a 的值，此時 b = 1
b = 2;      // 修改 b 的值，不影響 a
Console.WriteLine(a); // 輸出 1
Console.WriteLine(b); // 輸出 2

型別 說明
bool 布林值（true 或 false）
byte 8 位元整數
int 32 位元整數
decimal 高精度小數
double 雙精度浮點數
char 單一 Unicode 字元
struct 結構
enum 列舉

Reference Types

  • 存放的是記憶體中值的位址，而非值本身。
  • 如果將 Reference Types 的變數指派給另一個變數，兩者會指向同一個記憶體位址，因此修改一個變數會影響另一個。
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class Person {
    public string Name { get; set; }
}

Person person1 = new Person { Name = "Amy" };
Person person2 = person1; // person2 指向與 person1 相同的記憶體位置
person2.Name = "Nina";    // 修改 person2 的 Name
Console.WriteLine(person1.Name); // 輸出 Nina，因為兩者指向相同的物件

型別 說明
string 字串（特例：不可變）
array 陣列
object 所有型別的基底型別
class 類別
interface 介面
delegate 委派
dynamic 動態型別

字串的特殊性

雖然 string 是參考型別，但它有一個特性：不可變性 (Immutable)。這表示：

  • 字串的值一旦建立就無法改變。
  • 當改變字串的值時，其實是建立了一個新字串，並在新的記憶體位置中儲存。
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string a = "Amy";
string b = a;  // b 指向與 a 相同的值 "Amy"
b = "Nina";    // b 創建了一個新字串 "Nina"，與 a 無關
Console.WriteLine(a); // 輸出 Amy
Console.WriteLine(b); // 輸出 Nina

Primitive Types

  • Value Types vs Reference Types 告訴我們數據在內存中如何存儲和傳遞
  • Primitive Types 則表示這些是語言內建的基本類型
基本型別 別名型別
sbyte System.SByte
byte System.Byte
short System.Int16
ushort System.UInt16
int System.Int32
uint System.UInt32
long System.Int64
ulong System.UInt64
char System.Char
float System.Single
double System.Double
bool System.Boolean
decimal System.Decimal
  • 注意：字串在 C# .NET 中並非基本型別，而是 System.String 類別的物件，屬於參考型別。而字串變數儲存的是字串在記憶體中的參考，並具有不可變性，此設計主要考量記憶體效率和彈性。

const 與 var

const

常數是編譯期間已知且在程式執行期間不會改變的不可變值。常數透過 const 關鍵字來宣告，並且必須在宣告時進行初始化。

  • 類型限制：C# 只允許內建型別（如數字類型、字串）作為常數。自定義型別（如類別、結構和陣列）無法作為常數，這些型別必須使用 readonly 修飾符來達到不可變效果。
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class Calendar
{
    public const int Months = 12; // 常數初始化為 12
}

const 不能賦予 class 實例？

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onst Person person = new Person(); // 編譯錯誤

因為 new Person() 是一個執行時創建的對象，無法在編譯期間確定。因此，無法將它賦值給 const。

如果想要保存某個物件或類別的實例，但又希望它不可變，應該使用 readonly，而不是 const。
readonly 變數在物件初始化時（例如在建構函數中）可以賦值，但一旦設定後便無法更改。

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public class Person
{
    public string Name { get; set; }
    public Person(string name)
    {
        Name = name;
    }
}

public class Program
{
    public readonly Person person = new Person("John"); // 使用 readonly

    public void DisplayPerson()
    {
        Console.WriteLine(person.Name); // 這個值是不可變的
    }
}



var

主要用途是語言特性中的類型推斷。這意味著，當你使用 var 宣告變數時，編譯器會根據變數的初始值自動推斷出其類型，而不需要明確地指定變數的類型。

1. 使用 var 的基本示例

假設你有以下程式碼，這是傳統的變數宣告方式：

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int one = 1;
string two = "two";

在這裡，我們已經明確指定了 one 的類型為 int，two 的類型為 string。如果你使用 var，則可以省略顯式指定類型，讓編譯器自動推斷：

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var one = 1;   // 編譯器會推斷 one 是 int
var two = "two"; // 編譯器會推斷 two 是 string

這仍然是有效的 C# 程式碼，因為編譯器會根據賦值來推斷變數的類型。在這個例子中，one 的值是 1，編譯器推斷它是 int；two 的值是字串 "two"，所以編譯器推斷它是 string。

  1. 使用 var 可以簡化程式碼，減少重複寫類型名稱的次數，特別是在處理泛型類型時。例如，以下是兩種不同寫法的比較：
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ConcurrentDictionary<string, int> dictionary = new ConcurrentDictionary<string, int>(); 
var dictionary = new ConcurrentDictionary<string, int>();

在這裡，var 使得宣告變數時類型名稱變得簡潔，避免了重複書寫 ConcurrentDictionary<string, int>。

  1. 支援匿名型別: 允許在不事先定義類別的情況下建立物件。匿名型別的宣告必須使用 var 關鍵字。
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    var person = new { Name = "John Smith" };
  • 建立了一個匿名型別的物件，其具有一個名為 Name 的屬性，值為 “John Smith”。由於匿名型別沒有明確的名稱，因此必須使用 var 來宣告變數。

要注意，var 關鍵字在 C# 中提供了簡化程式碼和支援匿名型別的功能，使程式碼更簡潔、更具彈性。但需要注意的是，var 並非萬能，只有在編譯器可以明確推斷出類型的情況下才能使用。過度使用 var 可能會降低程式碼的可讀性，因此應謹慎使用。

參考資料：
dotnetcademy
適用於初學者的 C# 基礎知識