3.6类型转换

3.6　类型转换

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在计算机中，所有的数据都是由0和1构成的。C#中最简单的类型是char，它可以用一个数字表示Unicode字符集中的一个字符。在默认情况下，不同类型的变量使用不同的方式来表示数据。这意味着在变量值经过移位处理后，所得到的结果将会不同。为此，就需要类型转换来解决上述问题。C#中的类型转换有隐式转换和显式转换两种，本节将详细讲解这两种类型转换的基本知识。

3.6.1　隐式转换

隐式转换是系统的默认转换方式，即不需要特别声明即可在所有情况下进行。在进行C#隐式转换时，编译器不需要进行检查就能进行安全的转换处理。C#的隐式转换一般不会失败，也不会导致信息丢失。例如，下面的代码使变量值从int类型隐式地转换为了long类型。

int mm=20;
long nn=mm;

在C#中，允许对简单类型变量进行隐式转换，但是其中的bool和string类型变量是不能被隐式转换的。编译器可以隐式执行的数值转换类型如表3-5所示。

表3-5　C#中可隐式转换的数值类型列表

类　　型	可转换的类型
byte	short、ushort、uint、int、ulong、long、float、double、decimal
sbyte	short、int、long、float、double、decimal
short	int、long、double、decimal
ushort	uint、int、ulong、long、float、double、decimal
int	long、float、double、decimal
uint	ulong、long、float、double、decimal
long	float、double、decimal
ulong	float、double、decimal
float	double
char	ushort、uint、int、ulong、long、float、double、decimal

3.6.2　显式转换

顾名思义，显式转换是一种强制性的转换方式。在使用显式转换时，必须在代码中明确地声明要转换的类型。这就意味着需要编写特定的额外代码，并且代码的格式会随着转换方式的不同而不同。

虽然C#允许变量进行显式转换，但需要注意下面两点。

• 隐式转换是显式转换的一种特例，所以允许将隐式转换书写成显式转换的格式。
• 显示转换并不安全，因为不同类型的变量取值范围是不同的，所以如果强制执行显示转换，则可能会造成数据的丢失。

C#显式转换的语法格式如下。

类型 变量名=（类型）变量名

可从下面的2段代码中看出显式转换和隐式转换的区别。隐式转换的代码如下。

int mm=20;
long nn=mm;　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//隐式转换

显式转换的代码如下。

int mm=20;
long nn=(long)mm;　 　　　　　　　　　　　　　　　　//显式转换

显式转换是从一个数值类型向另一个数值类型进行转换的过程，由于显式转换包括隐式转换，所以总能将表达式从任何数值类型强制转换为其他任何类型，虽然在转换过程中会出现数据丢失。

编译器可显式转换的数值类型如表3-6所示。

表3-6　C#可显式转换的数值类型列表

类　　型	可转换的类型
byte	sbyte、char
sbyte	byte、ushort、uint、ulong、char
short	sbyte、byte、ushort、uint、ulong、long、char
ushort	sbyte、byte、short、char
int	sbyte、byte、short、ushort、uint、ulong、char
uint	sbyte、byte、short、ushort、int、char
long	sbyte、byte、short、ushort、uint、int、ulong、char
ulong	sbyte、byte、short、ushort、uint、int、long、char
float	sbyte、byte、short、ushort、uint、int、ulong、long、char、float
char	sbyte、byte、short
decimal	sbyte、byte、short、ushort、uint、int、ulong、long、char、float、double
double	sbyte、byte、short、ushort、uint、int、ulong、long、char、float、decimal

3.6.3　装箱与拆箱

C#中的值类型和引用类型在实质上讲是同源的，所以不但可以在值类型与值类型之间、引用类型与引用类型之间进行转换，也可以在值类型和引用类型之间进行转换。但是由于两者使用的内存类型不同，使它们之间的转换变得比较复杂。在C#中，通常将值类型转换为引用类型的过程称为装箱，将引用类型转换为值类型的过程称为拆箱。

装箱和拆箱是整个C#类型系统的核心模块，在值类型和引用类型之间架起了一座桥梁。最终使任何值类型的值都可以转换为object类型值，object类型值也可以转换为任何类型的值，并把类型值作为一个对象来处理。

下面对装箱与拆箱的基本知识进行简要介绍。

1．装箱

装箱允许将值类型转换为引用类型，转换规则如下。

• 从任何的值类型到类型object的转换。
• 从任何的值类型到类型System.ValueType的转换。
• 从任何的值类型到值类型的接口转换。
• 从任何枚举类型到类型System.Enum的转换。

在C#中，将一个值类型装箱为一个引用类型的过程如下。

（1）在托管堆中创建一个新的对象实例，并分配对应的内存。

（2）将值类型变量值复制到对象实例中。

（3）将对象实例地址复制到堆栈中，并指向一个引用类型。

实例002　演示C#装箱操作的实现过程

源码路径　光盘\daima\3\2\　　视频路径　光盘\视频\实例\第3章\002

实例文件Zhuangxiang.cs的实现代码如下。

namespace Zhuangxiang
{
　　class Program
　　{
　　　　 public static void Main()
　　{
　　　　int mm = 50;　　　　// 定义值类型变量 
　　　　object nn = mm;　　// 将值类型变量值装箱到引用类型对象 
　　　　Console.WriteLine("值为{0}，装箱对象为{1}", mm, nn);
　　　　mm = 100;　　　　// 改变值
　　　　Console.WriteLine("值为{0}，装箱对象为{1}", mm, nn);
　　　　Console.ReadKey();
　　}
　　}
}

范例003：泛型委托和Lamdba实现计算器
源码路径：光盘\演练范例\003视频路径：光盘\演练范例\003范例004：整型数组排序
源码路径：光盘\演练范例\004视频路径：光盘\演练范例\004\

在上述实例代码中，首先定义了变量mm的数值类型为int，且初始值为50；然后对mm的值进行装箱处理为对象nn，具体过程如下。

• 将变量mm的值50进行装箱，转换为对象nn。
• 将变量mm的值修改为100，然后进行装箱，转换为对象nn。

经过“csc /out:zhuangxiang.exe zhuangxiang.cs”命令编译处理后，程序执行结果如图3-6所示。

图3-6　实例执行结果

2．拆箱

拆箱允许将引用类型转换为值类型，具体说明如下。

• 从类型object到任何值类型的转换。
• 从类型System.ValueType到任何值类型的转换。
• 从任何的接口类型到对应的任何值类型的转换。
• 从类型System.Enum到任何枚举类型的转换。

在C#中，将一个值类型拆箱为一个引用类型的过程如下。

（1）检查该对象实例是否为某个给定的值类型装箱后的值。

（2）如果是，则将值从实例中复制出来。

（3）赋值给值类型变量。

实例003　演示拆箱操作的实现过程

源码路径　光盘\daima\3\3\　　视频路径　光盘\视频\实例\第3章\003

实例文件chaixiang.cs的主要实现代码如下。

namespace Chaixiang
{
　 class Program
　 {
　　　 public static void Main()
　　　 {
　　　　 int mm = 50; // 定义值类型变量 
　　　　 // 将值类型变量装箱到引用类型对象
　　　　 object nn = mm;
　　　　 Console.WriteLine("装箱：值为{0}，装箱对象为{1}", mm, nn);
　　　　 int zz = (int)nn;　　　　　　// 取消装箱
　　　　 Console.WriteLine("拆箱：装箱对象为{0}，值为{1}", nn, zz);
　　　　 Console.ReadKey();
　　　}
　 }
}

范例005：使用LINQ与正则表达式筛选聊天记录
源码路径：光盘\演练范例\005视频路径：光盘\演练范例\005范例006：检索XML文档中的数据
源码路径：光盘\演练范例\006视频路径：光盘\演练范例\006\

在上述代码中，首先定义了变量mm的数值类型为int，且初始值为50；然后对mm的值进行装箱处理为对象nn，具体过程如下。

• 将变量mm的值50进行装箱，转换为对象nn。
• 将变量nn的值进行拆箱处理，转换为变量zz。

经过“csc /out:zhuangxiang.exe zhuangxiang.cs”命令编译处理后，程序执行结果，如图3-7所示。

图3-7　实例执行结果

在上述拆箱处理过程中，必须保证变量的类型前后一致，否则将会出现异常。例如，将上述实例中的拆箱处理代码进行如下修改：

double zz = (double)nn;

修改后的执行结果如图3-8所示。

图3-8　实例执行结果

从图3-8所示的执行结果可以看出，程序只执行了装箱操作，而没有执行拆箱操作。如果使用Visual Studio 2012运行，则会在其中输出异常提示信息，如图3-9所示。

图3-9　Visual Studio 2012的异常提示