⭐ 1.1 整数

整数的声明

程序里包含了各种类型的数据，整数是其中一种。现在请你环顾四周，从你身边找出3样可以用整数表示的量：人数、物品的个数、某个月的天数……这样的例子还有很多！

现在，如何把整数引入我们的程序中呢？请先创建一个新项目，或者打开我们在上一节中创建的 Program.cs 文件，删除其中的全部内容。

输入以下内容：

int a;

很简单地完成了，对吧？

那么这是在干什么呢？在讲故事之前经常会介绍人物。比如

《水浒传》第七回

智深问道：“那军官是谁？”众人道：“这官人是八十万禁军枪棒教头林武师，名唤林冲。”智深道：“何不就请来厮见。”

这里引入了一个新的人物林冲，他的身份（类型）是八十万禁军枪棒教头，所以可以这样表示：

八十万禁军枪棒教头 林冲;

同样的，也可以这样介绍鲁智深：

渭州经略府提辖 鲁达;

在这种介绍方法中，我们首先说明了要介绍的人的类型（Type），然后说明这个人的名字，最后以分号;结尾，代表句子的结束。

同时，除了林冲以外，别的人也可以担任“八十万禁军枪棒教头”这个职位。因此我们说林冲只是“八十万禁军枪棒教头”这种类型的一个实例（Instance）或者说对象（Object）。这种出场前的介绍就叫做声明（Statement）。

回到我们的程序。我们用int表示整数类型（Integral Type），用a表示这个整数的名称。这样就完成了对a这个变量的声明。

等等，为什么说a是一个“变量”，那有不变的量吗？是的，之所以说a是一个变量是因为我们可以在让它代表某个整数之后改变它的值。例如用a表示用户的年龄，经过一年以后，a应该增加1。

对于那些不发生变动的值（比如物理常数、版本号等），我们可以设置为常量，防止发生改动。方法也很简单，只需要在声明的开头加上const：

const int a;

为什么不能声明一个变量，然后不修改它来达到常量的效果呢？

随着对象的增加，你最终可能会忘记哪些是可变的，哪些是不可变的。或者新加入团队的开发者可能不清楚哪些是不可变的从而误修改。而如果用const声明常量，尝试修改它会引发编译错误，降低了不小心修改的风险。

命名法

总之，实际情况总是比我们想象的更复杂，因此遵循一定的规则总是有益的。后续我们将了解到更多的规则，比如：

我可以把一个变量命名为int吗？

请将Program.cs中的内容修改为：

int int;

注意到，此时产生了错误提示，说明编译器不能将第二个int正确识别为一个整数变量的名称（即标识符）。这就好像给小猫起名“小猫”，介绍时说“我有一只小猫小猫”会让人感到困惑一样。通常我们在C#中这样命名：

• 开头是字母或下划线_，不能是数字：Number、_Location可以；3num不行。
• 剩下部分可以是字母、数字和下划线：num3、num_of_stock可以；i<3u、^_^、=-=不行。
• 不能是已经有专门用途的名字（叫做“保留字”）：int、const这些都不行。
• 标识符应能清楚表达意思：age比a更好、num_of_stock比nos更好。
• 能用汉字做标识符吗？-可以但不推荐。开发的某个环节有可能不支持unicode从而导致奇怪的问题（锟斤拷.jpg）。
  • 而且写代码时狂切输入法把shift按冒烟不仅影响效率还容易出错。
• 能用拼音做标识符吗？-看情况。重要的是保证易于理解和区分。如果有同音词、涉及国际化等情况下就不推荐。

有两种比较知名的命名方法：

• 帕斯卡命名法（PascalCase）。当标识符里有多个单词时，对每个单词首字母大写。
  • 如AgeOfUser。
• 驼峰命名法（camelCase）。当标识符里有多个单词时，从第二个单词开始首字母大写。
  • 如ageOfUser。

从现在开始，请养成对变量使用驼峰命名法，对常量使用帕斯卡命名法的习惯。

提前了解

我们目前接触到的变量都使用驼峰命名法。当以后学习其他变量时，可能会有不同的规则哦。

整数的赋值

变量

下面我们声明一些整数类型的变量，然后让它们代表一些数值。在Program.cs文件中清除之前的内容，输入：

int a;
a = 10;
Console.WriteLine(a);

Note

你之前可能注意到了 CS0168：声明了变量“a”，但从未使用过 这样的警告。这是编译器想提醒你删除不需要的变量。现在我们在第2行使用了这个变量，所以警告消失了。

Warning

注意WriteLine的括号中是不带引号的a。为什么上一节里需要加引号，而这里又不用了呢？我们即将在本章第5节介绍。

我们用这种方式让a代表整数10，换句话说，把整数10赋予了变量a，即赋值（Assignment）。

赋值是有顺序的：它一定是把等号右边的量给予左边！写成10 = a;是不可以的哦！调试并运行程序，就能在控制台看到a代表的数字——10了。如果想偷个懒，可以在声明变量的同时进行赋值，像这样：

int a = 10;
Console.WriteLine(a);

很方便吧！另外，前面我们说过变量可以修改，来试一下吧！按下 F5 之前，请你先猜一下结果：

int a = 10;
Console.WriteLine(a);
a = 20;
Console.WriteLine(a);

输出的结果是：第1行是10，第2行是20。与你的猜测一样吗？编译器看完代码第1行后，为a分配了10，然后第2行把a现在的值10输出到控制台；到了第3行，又把a改为了20，在第4行把a最终的值20输出控制台的第2行上。

现在，试一下把第1行和第3行调换：

a = 20;
Console.WriteLine(a);
int a = 10;
Console.WriteLine(a);

出现了错误 ❌CS0841：本地变量“a”在声明之前无法使用。也就是说，你得先把变量a介绍给编译器认识，再让编译器使唤它。

隐藏成就

你注意到了吗？我们没有跟编译器声明过 int 、 Console 之类的标识符，但却可以直接使用它们？！

如果你能想到这一点，你真的很厉害！其实这一堆东西的声明写在一个叫System的地方，不信的话，把鼠标移动到它们上等待一会，就能看到System.XXX的介绍。C#在我们的文件开头偷偷引入了System，所以编译器早就已经认识它们了！（正规说法是“隐式引用System命名空间”）

呃……一个变量可以声明两次或者更多次吗？这真是一个奇怪的问题！看下面的例子：

int a;
int a;

好吧，引发了 ❌CS0128：已在此范围定义了名为“a”的局部变量或函数 的错误。

看起来，编译器保证了同类型变量标识符的唯一性。这样一来，如果我们写代码时不小心用了前面使用过的名字，就会收到提醒。“同类型”？嗯，那我们就测试一下不同类型变量能不能使用同一个名字吧。

测验时间到！

在 Program.cs 中输入以下内容：

int a;
float a;

其中 float 是下一节要讲的浮点数类型的一种。即使类型不同，编译器还是报错了！请你思考一下这是为什么？

查看答案

当后面要使用变量a时，编译器不知道应该调用哪一个a。想象一下你要找李华，对着人群大喊一声“李华！”然后一堆人回头看你时，该是多么绝望的场景啊！

当然，在不同的项目中分别使用同样的变量名是可以的，在同一个项目的不同部分使用也没问题。除此以外，还有一些特殊情况下也允许使用相同的标识符。我们将在后续部分提到这些情况。

说了这么多，你有没有产生过诸如给整数变量赋一个不是整数的值，又或者赋一个超级无敌大值的想法呢？如果你有这样想过，说明你很适合负责项目的测试工作！因为在实际情况下，你永远也不知道用户会输入多奇怪的东西（比如头压着键盘睡着就可能导致输入天文数字，又或者输入一句骂人的话等等）。

题外话

如果你很闲，你可以试一下你的电脑登录密码最多可以输入几个字符。

看看下列代码：

int a = 0.5f;

首先可以肯定的是，0.5f显然不像个整数。编译器提示了一种新的错误 ❌CS0266：无法将类型“float”隐式转换为“int”。存在一个显式转换(是否缺少强制转换?)。

好多新概念啊，我们还是留到下一节再说吧。至少我们已经明白了不能随便给变量赋其他类型的值（一个萝卜一个坑）。接下来看这个：

int a = 30000000000000000000;

哈哈哈！整整20位数！什么？数错位数了？好吧，你可以在数字中插入下划线来分隔数位，它的作用和西方的 300,000,000 表示方法中的逗号，或者中国的 3 0000 0000 中的空格作用一样。

int a = 30_000_000_000_000_000_000;

现在这列火车一样长的数字引发了 ❌CS1021：整数常量太大 的编译错误！是的，计算机中的整数不像数学中的整数，它是有范围限制的。事实上，C#提供了好几种整数类型供我们选择：

类型	范围	占用空间
sbyte	[-128, 127]	8 bit
byte	[0, 255]	8 bit
short	[-32768, 32767]	16 bit
ushort	[0, 65535]	16 bit
int	[-2147483648, 2147483647]	32 bit
uint	[0, 4294967295]	32 bit
long	[-9223372036854775808, 9223372036854775807]	64 bit
ulong	[0, 18446744073709551615]	64 bit

这些类型可以分为有符号和无符号两类，无符号整数类型因为不需要表示负数，所以最大值比有符号整数类型扩大了一倍。除了 byte 类型无前缀时表示无符号，有前缀s（signed）时表示有符号以外，其他3类都是以加了前缀u（unsigned）表示无符号种类。它们的使用方法和你已经学会的 int 完全一样！

sbyte value1;
long value2 = 1_000_000_000;

好的。为了防止数据超出范围，我们一律用 long 或者 ulong 类型可不可以呢？

占用空间一栏展示了为了表示一个这种类型的数需要的储存空间。注意是一个这种类型的数，而不是一个这个范围内的数。分配的空间只与声明的类型有关，和数值的大小无关——同样是0， long 类型的数字0占用的空间是 sbyte 类型的数字0的8倍。

也就是说

容器的大小与容器里装了多少水无关，与容器的类型（杯子、桶，还是游泳池）有关。

单看一个变量占用的空间差异也许无关痛痒。但是，对于企业来说，当它们拥有的百万至上亿量级的数量乘以这些渺小的差异时，影响的效益是巨大的。因此，按需选择数据类型是一种良好的习惯。

常量

相对于眼花缭乱的变量赋值，对常量赋值就简单多了，因为下面4种情况都是错的。请在你的 Program.cs 文件中测试一下这几种情况分别会引发什么样的错误。

//（1）声明后不提供值
const int a;

//（2）先声明后赋值
const int b;
b = 5;

//（3）声明后修改值
const int c = 5;
c = 6;

//（4）用变量初始化常量
int d1 = 5;
const int d2 = d1;

我们之前已经知道了，常量是不能修改的（情况3）。它还需要在声明时就必须指派一个值（情况1和2），并且这个值不能是一个变量（情况4）。下面2种情况是正确的：

//（5）声明时初始化
const int a = 5;

//（6）给变量赋一个常量
const int b1 = 5;
int b2 = b1;

上面的案例中出现了一个新词语——初始化（Initialization）。为什么给常量指派一个值时不说“赋值”呢？

在声明变量的时候，运行时会根据这个变量的类型在内存上分配一个量身定制的房间（即“内存分配”。我们刚刚才讨论过“房间”的大小问题）。数值可以立刻入住，也可以稍后入住，新来的数值甚至可以把原来的住户赶走。可以订了房间不去住，客房经理（编译器）只会发发牢骚（引发 CS0168变量未使用警告）；但是不能去空的房间找人干活，这样经理会发脾气的（引发 ❌CS0165使用未赋值变量错误）。这个入住的过程就叫做赋值。

而用 const 定义的常量，比如 const int a = 5; ，编译器读到这句话以后就会立刻把后面所有提到a的地方统统替换成5。这个机制与变量的内存分配和赋值大相径庭，所以C#文档中使用初始化而不是赋值来称呼。

也正是这个机制决定了情况1~情况4都会遇到错误（请你自己推理一下错误是如何引发的，然后查看相关资料验证你的推断）。

字面量

直接写出来的数字，比如int a = 3;里面的数字3是变量还是常量？

都不是！你自己在代码里直接写入的值叫做“字面量”（literals）。

最后，请完成挑战，然后进入下一节吧！

挑战

假如要开发一款游戏，涉及以下数据：

• 软件UID（8位数字）；
• 武器颜色（以RGBA四值格式储存，每个值的范围都是[0, 255]）；
• 生命值（范围[0, 500]），初始值为200；
• 玩家分数（范围[0, 100000]）。

请选择合适的整数类型声明这些数据。

参考答案

//软件UID
const uint GameId = 12345678;//也可以用int

//武器颜色
byte armColorRed, armColorGreen, armColorBlue, armColorAlpha;

//生命值
ushort hp = 200;//也可以使用short, hp是惯用缩写，可以用于命名

//玩家分数
int playerScore;//也可以使用uint