3.3　变量的声明及初始化

在使用变量时，首先需要对变量进行命名。对变量命名的过程，其实就是声明一个变量的过程。在使用变量之前，必须对其进行声明并初始化。本节将对变量的声明、简单数据类型、变量的初始化，以及变量的作用域进行详细讲解。

3.3.1　变量的声明

1.声明变量

声明变量就是指定变量的名称和类型。变量的声明非常重要，未经声明的变量本身并不合法，也无法在程序中使用。在C# 中，声明一个变量是由一个类型和跟在后面的一个或多个变量名组成的，多个变量之间用逗号分开，声明变量以分号结束，语法如下。

例如，声明一个整型变量mr，再同时声明3 个字符串变量mr_1、mr_2 和mr_3，代码如下。

2.变量的命名规则

在声明变量时，要注意变量的命名规则。C# 的变量名是一种标识符，应该符合标识符的命名规则。另外，需要注意的一点是，C# 中的变量名是区分大小写的，比如num 和Num 是两个不同的变量，在程序中使用时是有区别的。下面列出了变量的命名规则。

●变量名只能由数字、字母和下画线组成。

●变量名的第一个符号只能是字母或下画线，不能是数字。

●不能使用C# 中的关键字作为变量名。

●一旦在一个语句块中定义了一个变量名，那么在变量的作用域内不能再定义同名的变量。

例如，下面的变量名是正确的。

下面的变量名是不正确的。

学习笔记

在C# 中允许使用汉字或其他语言文字作为变量名，如 “int 年龄 = 21”，在程序运行时并不会出现错误，但建议读者尽量不要使用这些语言文字作为变量名。

3.3.2　简单数据类型

前面提到，在声明变量时，首先需要确定变量的类型，那么，开发人员可以使用哪些变量类型呢？实际上，可以使用的变量类型是无限的，因为开发人员可以通过自定义类型存储各种数据，但这里要讲解的简单数据类型是C# 中预定义的一些类型。

C# 中的数据类型根据其定义可以分为两种：一种是值类型；另一种是引用类型。从概念上看，值类型是直接存储值，而引用类型存储的是对值的引用。C# 中的数据类型结构如图3.2 所示。

由图3.2 可以看出，值类型主要包括简单类型和复合类型两种，其中：简单类型是程序中使用的基本类型，主要包括整数类型、浮点类型、布尔类型和字符类型4 种，这4 种简单类型都是.NET 中预定义的；复合类型主要包括枚举类型和结构类型，这两种复合类型既可以是.NET 中预定义的，也可以由用户自定义。本节主要对简单类型进行详细讲解，简单类型在实际中的应用如图3.3 所示。

1.整数类型

整数类型用来存储整数数值，即没有小数部分的数值。可以是正数，也可以是负数。整数类型数据在C# 程序中有3 种表现形式，分别为十进制、八进制和十六进制。

（1）十进制：十进制的表现形式比较常见，如120、0、-127。

学习笔记

不能以0 作为十进制数的开头。

（2）八进制：以0 开头的数，如0123（转换成十进制数为83）、-0123（转换成十进制数为-83）。

学习笔记

八进制数必须以0 开头。

（3）十六进制：以0x/0X 开头的数，如0x25（转换成十进制数为37）、0Xb01e（转换成十进制数为45086）。

学习笔记

十六进制数必须以0x 或0X 开头。

C# 中内置的整数类型如表3.1 所示。

学习笔记

表3.1　中出现了 “有符号**” 和 “无符号**”，其中，“无符号**” 是在 “有符号**”类型的前面加了一个u，这里的u 是“unsigned”的缩写。它们的主要区别是：“有符号**” 既可以存储正数，也可以存储负数；“无符号**” 只能存储不带符号的整数，因此，它只能存储正数。例如，下面的代码：

例如，定义一个int 类型的变量i 和一个byte 类型的变量j，并分别赋值为2017 和255，代码如下。

此时，如果将byte 类型的变量j 赋值为256，即将代码修改如下：

在Visual Studio 中编译程序则会出现如图3.4 所示的错误提示信息。

分析图3.4 中出现的错误提示信息，主要是由于byte 类型的变量是8 位无符号整数，它的取值范围为0 ～255，而 “256” 这个值已经超出了byte 类型的变量的取值范围，所以编译程序会出现错误提示信息。

学习笔记

整数类型变量的默认值为0。

2.浮点类型

浮点类型变量主要用于处理含有小数的数据。浮点类型主要包含float 和double 两种类型，表3.2 列出了这两种浮点类型的描述信息。

如果不做任何设置，则包含小数点的数值都被认为是double 类型，如9.27，在没有特别指定的情况下，这个数值是double 类型。如果要将数值以float 类型来处理，就应该通过强制使用f 或F 将其指定为float 类型。

例如，下面的代码就是将数值强制指定为float 类型。

如果要将数值强制指定为double 类型，则应该使用d 或D 进行设置，但加不加 “d” 或 “D” 没有硬性规定，可以加，也可以不加。

例如，下面的代码就是将数值强制指定为double 类型。

学习笔记

当需要使用float 类型变量时，必须在数值的后面跟随f 或F，否则编译器会直接将其作为double 类型处理。另外，可以在double 类型的值前面加上 “（float）” 对其进行强制转换。浮点类型变量的默认值是0，而不是0.0。

3.decimal 类型

decimal 类型表示128 位数据类型，它是一种精度更高的浮点类型，其精度可以达到28 位，取值范围为-7.9×1028 ～7.9×1028。

学习笔记

由于decimal 类型的高精度特性，它更适用于财务和货币计算。

如果希望一个小数被当成decimal 类型使用，则需要使用后缀m 或M，如下所示。

如果小数没有后缀m 或M，则数值将被视为double 类型，从而导致编译器错误。例如，在开发环境中运行下面的代码，将会出现如图3.5 所示的错误提示信息。

由图3.5 可以看出，“3.14” 这个数值如果没有后缀，就会直接被当成double 类型，所以在赋值为decimal 类型的变量时就会出现错误提示信息。

示例1.根据身高和体重计算BMI 指数

创建一个控制台应用程序，声明double 类型变量height 来记录身高，单位为米；声明int 类型变量weight 来记录体重，单位为千克。根据 “BMI = 体重÷（ 身高× 身高）” 计算BMI 指数（身体质量指数），代码如下。

学习笔记

第10、14、18 和22 行代码使用了if…else if 条件判断语句，该语句主要用来判断是否满足某种条件，我们将在第4章对其进行详细讲解，这里只需要了解即可。

根据身高和体重计算BMI 指数代码的运行结果如图3.6 所示。

4.布尔类型

布尔类型主要用来表示true 值或false 值，在C# 中定义布尔类型时，需要使用布尔关键字。例如，下面代码定义一个布尔类型变量。

学习笔记

布尔类型通常被用在流程控制语句中作为判断条件。

这里需要注意的是，布尔类型变量的值只能是true 或false，不能将其他的值指定给布尔类型变量。例如，将一个整数10 赋值给布尔类型变量，代码如下。

在Visual Studio 中运行这行代码，会出现如图3.7 所示的错误提示信息。

学习笔记

布尔类型变量的默认值为false。

5.字符类型

字符类型在C# 中使用Char 类来表示，该类主要用来存储单个字符，它占用16 位（2字节）的内存空间。在定义字符类型变量时，要以单引号（' '）表示，如'a' 表示一个字符，而"a" 则表示一个字符串。虽然其只有一个字符，但由于使用双引号，所以它仍然表示字符串，而不是字符。字符类型变量的声明非常简单，代码如下。

学习笔记

Char 类只能定义一个Unicode 字符。Unicode 字符是目前计算机中通用的字符编码，它为针对不同语言中的每个字符设定了统一的二进制编码，用于满足跨语言、跨平台的文本转换和处理要求，这里了解Unicode 即可。

1）Char 类的使用

Char 类为开发人员提供了许多方法，可以通过使用这些方法灵活地对字符进行各种操作。Char 类的常用方法及说明如表3.3 所示。

从表3.3 中可以看到，C# 中的Char 类提供了很多操作字符的方法，其中，以“Is”和“To” 开始的方法比较常用。以 “Is” 开始的方法大多是判断Unicode 字符是否为某个类别，如是否为大/ 小写、是否是数字等；而以 “To” 开始的方法主要用来对字符进行大小写转换及字符串转换的操作。

示例2.Char 类的常用方法的应用

创建一个控制台应用程序，演示如何使用Char 类提供的常用方法，代码如下。

学习笔记

第3 ～8 行代码声明了5 个不同类型的字符变量，下面的操作都是围绕这5 个字符变量进行的。

第25 行代码主要是为了使控制台界面能够停留在桌面上。

运行上面代码，得到如图3.8 所示的内容。

2）转义字符

前面讲到了字符类型只能存储单个字符，但是，如果在Visual Studio 中编写如下代码，则会出现如图3.9 所示的错误提示信息。

从代码表面上看，反斜线“\”是一个字符，在正常情况下，它应该是可以定义为字符的，但为什么会出现错误呢？这里就需要了解转义字符的概念。

转义字符是一种特殊的字符变量，以反斜线“\”开头，后跟一个或多个字符。也就是说，在C# 中，反斜线 “\” 是一个转义字符，不能单独作为字符使用。因此，如果要在C# 中使用反斜线，则可以使用下面的代码表示。

转义字符相当于一个电源变换器。电源变换器通过一定的手段获得所需要的电源形式，如交流变成直流、高电压变为低电压、低频变为高频等。转义字符的功能与其类似，它可以将字符转换成另一种操作形式，或者将无法一起使用的字符进行组合。

学习笔记

转义字符 “\” 只针对后面紧跟着的单个字符进行操作。

C# 中的常用转义字符及其作用如表3.4 所示。

示例3.输出Windows 的系统目录

创建一个控制台应用程序，通过使用转义字符在控制台窗口中输出Windows 的系统目录，代码如下。

输出Windows 的系统目录代码的运行结果如图3.10 所示。

学习笔记

在输出系统目录时，如果遇到反斜杠，则使用 “\\” 表示。但是，如果有多级目录，在遇到反斜杠时，如果都使用 “\\”，则会显得非常麻烦。如果遇到下面这种情况：

3.3.3　变量的初始化

变量的初始化实际上就是给变量赋值，以便在程序中使用。在Visual Studio 2017 中运行下面一段代码。

在运行上面这段代码时，会出现如图3.11 所示的错误提示信息。

从图3.11 中可以看出，如果在使用变量时直接定义一个变量，则会提示使用了未赋值的变量，这说明在程序中使用变量时一定要对其进行赋值，也就是初始化，然后才可以使用。那么如何对变量进行初始化呢？

初始化变量有3 种方法，分别是单独初始化变量、声明时初始化变量、同时初始化多个变量，下面分别进行讲解。

1.单独初始化变量

在C# 中，使用赋值运算符 “=”（等号）对变量进行初始化，即将等号右边的值赋给左边的变量。

例如，声明一个变量sum 并初始化，其默认值为2017，代码如下。

学习笔记

在对变量进行初始化时，等号右边也可以是一个已经被赋值的变量。例如，首先声明两个变量sum 和num，然后将变量sum 赋值为2017，最后将变量sum 赋值给变量num，代码如下。

2.在声明时初始化变量

在声明变量时可以对变量进行初始化，即在每个变量名后面加上给变量赋初始值的指令。

例如，先声明一个整型变量mr 并赋值为927，然后同时声明3 个字符串类型的变量并初始化，代码如下。

3.同时初始化多个变量

在对多个同类型的变量赋同一个值时，为了节省代码的行数，可以同时对多个变量进行初始化。

例如，声明5 个int 类型的变量a、b、c、d、e，然后将这5 个变量都初始化为0，代码如下。

上面讲解了初始化变量的3 种方法，我们可以利用这些方法对本节开始的代码段进行修改，使其能够正常运行。修改后的代码如下。

再次运行代码，即可正常运行。

3.3.4　变量的作用域

由于变量被定义后只是暂时存储在内存中，等程序执行到某个点后该变量会被释放，也就是说变量有生命周期，因此，变量的作用域是指程序代码能够访问该变量的区域。如果超出该区域，则在编译时会出现错误。在程序中，一般会根据变量的有效范围将变量分为成员变量和局部变量。

1.成员变量

在类体中定义的变量称为成员变量，成员变量在整个类中都有效。类的成员变量又可以分为两种，即静态变量和实例变量。

例如，在Test 类中声明静态变量和实例变量，代码如下。

在该段代码中，x 为实例变量，y 为静态变量（也称为类变量）。如果在成员变量的类型前面加上关键字static，则这样的成员变量称为静态变量。静态变量的有效范围可以跨类，甚至可覆盖整个应用程序。对于静态变量，除了能在定义它的类内存、取，还能直接以 “类名.静态变量” 的方式在其他类内使用。

2.局部变量

在类的方法体中定义的变量（定义方法的 “｛” 与 “｝” 之间的区域）称为局部变量，局部变量只在当前代码块中有效。

在类的方法中声明的变量（包括方法的参数）都属于局部变量。局部变量只在当前定义的方法内有效，而不能用在类的其他方法中。局部变量的生命周期取决于方法：当方法被调用时，C# 编译器为方法中的局部变量分配内存空间；当该方法的调用结束后，则会释放方法中局部变量占用的内存空间，局部变量也会被销毁。

变量的有效范围如图3.12 所示。

示例4.使用变量记录用户的登录名

创建一个控制台应用程序，使用一个局部变量记录用户的登录名，代码如下。

使用变量记录用户的登录名代码的运行结果如图3.13 所示。