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视频讲解
好比一个新生儿必须有一个名字一样，使用变量时，也需要首先对变量进行命名，对变量命名的过程，其实就是声明一个变量。变量在使用之前，必须进行声明并初始化，本节将对变量的声明、简单数据类型、变量初始化，以及变量的作用域进行详细讲解。
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，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，然后再同时声明3个字符串变量mr_1、mr_2和mr_3，代码如下：
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。以下为变量的命名规则：
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和下画线，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都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：
在C#语言中允许使用汉字或其他语言文字作为变量名，如“int年龄=21”，在程序运行时并不出现什么错误，但建议读者尽量不要使用这些语言文字作为变量名。
前面提到，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类型呢？实际上，可以使用的变量类型是无限多的，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。
图3.2 C#中的数据类型结构
从图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最基本类型，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；而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。
图3.3 简单类型在实际中的应用
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。整数数据在C#程序中有3种表示形式，分别为十进制、八进制和十六进制。
十进制：十进制的表现形式大家都很熟悉，如120，0，–127。
不能以0作为十进制数的开头（0除外）。
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）。
注意
八进制必须以0开头。
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）。
十六进制必须以0X或0x开头。
C#中内置的整数类型如表3.1所示。
表3.1 C#内置的整数类型
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**”只能存放不带符号的整数，因此，它只能存放正数。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：
此时在Visual Studio开发环境中编译程序，会出现如图3.4所示的错误提示。
图3.4 取值超出指定类型的范围时出现的错误提示
分析图3.4中出现的错误提示，主要是由于byte类型的变量是8位无符号整数，它的范围在0 ~ 255，而256这个值已经超出了byte类型的范围，所以编译程序会出现错误提示。
整数类型变量的默认值为0。
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。
表3.2 浮点类型及描述
如果不做任何设置，包含小数点的数值都被认为是double类型，例如9.27，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。
（1）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，也可以在double类型的值前面加上(float)，对其进行强制转换。
（2）浮点类型变量的默认值是0，而不是0.0。
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±1.0×10 –28 ~ ±7.9×10 28 。
由于decimal类型的高精度特性，它更合适于财务和货币计算。
如果希望一个小数被当成decimal类型使用，需要使用后缀m或M，例如：
如果小数没有后缀m或M，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代码：
将会出现如图3.5所示的错误提示。
从图3.5可以看出，3.14这个数如果没有后缀，直接被当成了double类型，所以赋值给decimal类型的变量时，就会出现错误提示。
图3.5 不加后缀m/M时，decimal出现的错误
【例3.01】 创建一个控制台应用程序，声明double型变量height来记录身高，单位为米，声明int型变量weight记录体重，单位为千克，根据“BMI=体重/（身高*身高）”的公式计算BMI指数（身体质量指数），代码如下： （实例位置：资源包＼源码＼03\3.01）
程序运行效果如图3.6所示。
图3.6 根据身高体重计算BMI指数
布尔类型主要用来表示true/false值，C#中定义布尔类型时，需要使用bool关键字。例如，下面代码定义一个布尔类型的变量：
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或者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开发环境中运行这句代码，会出现如图3.7所示的错误提示。
图3.7 将整数值赋值给布尔类型变量时出现的错误
布尔类型变量的默认值为false。
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（两个字节）的内存空间。在定义字符型变量时，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：
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的要求，这里了解Unicode即可。
Char类的使用
Char类为开发人员提供了许多的方法，可以通过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。
表3.3 Char类的常用方法及说明
从表3.3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，例如，是否大小写、是否是数字等；而以To开始的方法主要是对字符进行转换大小写及转换字符串的操作。
【例3.02】 创建一个控制台应用程序，演示如何使用Char类提供的常见方法，代码如下：
（实例位置：资源包\源码\03\3.02）
程序的运行结果如图3.8所示。
图3.8 Char类常用方法的应用
转义字符
前面讲到了字符只能存储单个字符，但是，如果在Visual Studio开发环境中编写如下代码：
会出现如图3.9所示的错误提示。
图3.9 定义反斜线时的错误提示
从代码表面上看，反斜线“\”是一个字符，正常应该是可以定义为字符的，但为什么会出现错误呢？这里就引出了转义字符的概念。
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，可以使用下面代码表示：
转义字符就相当于一个电源变换器，电源变换器就是通过一定的手段获得所需的电源形式，例如交流变成直流、高电压变为低电压、低频变为高频等。转义字符也是，它是将字符转换成另一种操作形式，或是将无法一起使用的字符进行组合。
转义符\（单个反斜杠）只针对后面紧跟着的单个字符进行操作。
C#中的常用转义字符如表3.4所示。
表3.4 转义字符及其作用
【例3.03】 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： （实例位置：资源包\源码\03\3.03）
程序的运行结果如图3.10所示。
图3.10 输出Windows的系统目录
例3.03中输出系统目录时，遇到反斜杠时，使用“\\”表示，但是，如果遇到下面的情况：
从上面代码看到，如果有多级目录，遇到反斜杠时，如果都使用“\\”，会显得非常麻烦，这时可以用一个@符号来进行多级转义，代码修改如下：
变量的初始化实际上就是给变量赋值，以便在程序中使用。首先，在Visual Studio 2017开发环境中运行下面一段代码：
运行上面代码时，会出现如图3.11所示的错误提示。
从图3.11可以看出，如果直接定义一个变量进行使用，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？
图3.11 变量未赋值时的错误
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。
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2014，代码如下：
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2014，最后将变量sum赋值给变量num，代码如下：
声明变量时可以同时对变量进行初始化，即在每个变量名后面加上给变量赋初始值的指令。
例如，声明一个整型变量a，并且赋值为927。然后，再同时声明3个字符串型变量并初始化，代码如下：
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，这时，我们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：
再次运行程序，即可正常运行。
由于变量被定义后，只是暂时存储在内存中，等程序执行到某一个点后，该变量会被释放掉，也就是说变量有它的生命周期。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”。
在类体中定义的变量被称为成员变量，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：
其中，x为实例变量，y为静态变量（也称类变量）。如果在成员变量的类型前面加上关键字static，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，甚至可达到整个应用程序之内。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。
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。局部变量只有在当前定义的方法内有效，不能用于类的其他方法中。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，局部变量也将会销毁。
变量的有效范围如图3.12所示。
图3.12 变量的有效范围
【例3.04】 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： （实例位 置：资源包\源码\04\3.04）
程序运行结果如图3.13所示。
图3.13 使用一个局部变量记录用户的登录名