第2章：Data Types

为什么类型选择是domain contract

int、double和decimal都能“存数字”，但表示集合、precision与operations不同。用double处理货币会产生binary approximation，用int接收long可能溢出，用char表示一个emoji可能只拿到UTF-16的一半。类型不是storage装饰，而是程序允许哪些值、怎样运算以及如何失败的contract。

先预测：0.1 + 0.2 == 0.3对double是否可靠；int.MaxValue + 1在checked/unchecked中分别怎样；string执行+=是否修改原对象。先写期望，再用code和runtime evidence验证。

Type Name Forms and Static Meaning

预定义type可用keyword如int，其CLR name是System.Int32；两者指同一type。alias有助语言可读性，full name有助理解CLI type system。variable的static type决定compile-time member lookup和conversion，即使runtime value更具体也不能随意调用未暴露members。

int count = 42;
System.Int32 sameType = count;
Console.WriteLine(count.GetType() == typeof(int)); // True

不要从“通常在stack/heap”推导全部语义；storage placement受context和runtime optimization影响。稳定规则是value/reference category、copy behavior、nullable ability与operations，第3章再完整展开。

Fundamental Numeric Types

integral types按signed/unsigned与8/16/32/64位区分；int是多数whole-number literals和arithmetic的default。long扩大range，byte适合raw bytes但一般arithmetic仍提升为int。native-sized types不是本版核心，应保持C# 7.0边界。

binary floating typesfloat/double表示近似实数，precision是significant digits而不是固定decimal places。decimal使用base-10表示，适合金额与需要十进制定点语义的计算，但range、speed和interop不同。

int visits = 1_000_000;
long population = 8_100_000_000L;
float temperature = 21.5F;
double ratio = 1.0 / 3.0;
decimal price = 19.99M;
 
checked
{
    int next = visits + 1;
}

checked影响integral arithmetic/conversions，不能让floating-point变exact。对financial total还需明确rounding mode和currency minor units；选择decimal只是第一步。

Literal Values

literal的syntax参与type inference：whole literal通常取能容纳的int/uint/long/ulong，real literal默认double；F和M显式指定float/decimal，L指定long。digit separator提高可读性，不改变value。

int mask = 0b_1010_0110;
int color = 0x_FF_80_00;
long distance = 9_000_000_000L;
decimal taxRate = 0.075M;

suffix是source contract。decimal tax = 0.1;不能implicit convert double literal，必须写0.1M；这防止approximate value悄悄进入decimal domain。

Boolean and Character Types

bool只有true/false，C#不把0/1或任意reference隐式当condition。这个限制让branch intent可见。&&/||short-circuit，右侧可能不执行；若右侧有side effect，行为依赖左侧。

char是一个UTF-16 code unit，不保证等于完整Unicode user-perceived character。BMP字符可单char，supplementary code point使用surrogate pair。处理文本长度、截断和validation时优先string/Rune-aware API，而不是假设Length等于可见字符数。

Strings, Interpolation, and Immutability

string是reference type但immutable。任何concat、Replace、ToUpper等“修改”都返回新string；原instance不变。immutability支持安全共享与hash stability，但loop中反复+=会产生intermediate objects，适合用StringBuilder。

string original = "Ada";
string changed = original.ToUpperInvariant();
Console.WriteLine(original); // Ada
 
var builder = new System.Text.StringBuilder();
foreach (string part in new[] { "A", "B", "C" })
{
    builder.Append(part);
}
string combined = builder.ToString();

interpolation $"{value:N2}"把expression和format靠近，实际输出受format string与culture影响。machine-readable protocols应指定InvariantCulture，UI可使用用户culture。

null and void Are Different Absences

null是某些reference/nullable values可取的absence；访问null member会失败。C# 7.0未默认启用nullable reference analysis，reference variable在compile time通常不能表达“绝不null”，因此public boundary要主动validate。

void不是可存入variable的value；它表示method不返回结果。return;可退出void method，但不能写void x。不要把“没有object”和“没有return value”混为一谈。

static void Log(string message)
{
    if (message == null) throw new ArgumentNullException(nameof(message));
    Console.WriteLine(message);
}

Conversions between Data Types

implicit conversion只在language认定无需显式意图、通常不会丢失range/meaning时可用，例如int到long。explicit cast表示开发者接受风险，不保证runtime成功；numeric narrowing可能overflow，reference cast可能InvalidCastException。

string到number不是cast，而是parse。trusted fixed input可Parse并让invalid成为exception；user/file/network input通常用TryParse并提供失败branch。Convert APIs有自己的null/rounding rules，使用前写出policy。

long total = int.MaxValue + 100L;
 
try
{
    int narrowed = checked((int)total);
}
catch (OverflowException)
{
    Console.WriteLine("value is outside Int32 range");
}
 
if (!int.TryParse(Console.ReadLine(), out int parsed))
{
    Console.WriteLine("enter a valid Int32 value");
}

floating到integral cast会截断fraction，不是round；若要round，用Math.Round并明确MidpointRounding，再checked cast。每个conversion都应回答是否lossless、失败如何表达、culture如何影响。

Choosing and Testing a Type

选择清单：domain允许值；range；exact还是approximate；unit/currency；null是否有意义；外部format；interop/storage；performance。测试清单：min/max、zero、negative、NaN/Infinity（floating）、fraction、bad text、culture与overflow context。

不要为“节省几个bytes”把identifier或count压成short，也不要把所有数字都用decimal。type应让非法状态更难表示，并让conversion发生在少数明确boundary。

本章回顾：类型决定可表示状态与失败方式

1. numeric type同时定义range、precision、literal和overflow行为。
2. bool不隐式数值化，char是UTF-16 code unit而非总是完整字符。
3. string immutable，interpolation负责表达，StringBuilder适合重复累积。
4. null是absence value，void是no-result method contract。
5. implicit、explicit、parse与runtime cast必须有清晰conversion policy。

术语表