一、类型
C#是一种类型安全的静态语言。这要求创建任何变量时，都必须将其数据类型告知编译器；编译器将确保只能将兼容的数据类型存储到变量中。这有助于避免常见的编程错误，让应用程序更稳定、更安全。
类型分为三大类：
- 值类型
- 引用类型
- 类型参数
ps：实际上还有第4种类型—指针，但核心C#语言不支持。指针包含数据在内存中的实际位置（地址）；还可对指针执行算术运算，就像它们是数字一样。虽然指针功能强大，但要正确、安全地使用它们也很难。
为提供指针的灵活性（这也会带来危险），C#允许您编写不安全的代码，在这些代码中可创建和操作指针。使用不安全的代码和指针时，务必认识到垃圾收集器不会跟踪指针，您必须负责分配和释放内存。从某种意义上说，这类似于在C#程序中编写C语言代码。
除显式的不安全代码块外，C#不允许在其他地方使用指针，这可以完全避免一类常见的错误，让C#更安全得多。
简单地说，值类型是完全独立的，它“按值”复制。这意味着值类型变量包含其数据，不会因为处理一个变量而影响另一个变量。值类型又分为结构、枚举类型和可以为null的类型。
引用类型包含指向实际数据的引用，这意味着两个变量可能指向同一个对象，而操作其中一个变量将影响另一个变量。引用类型又分为类、数组、接口和委托。
ps：同一类型系统
虽然对类型进行了上述分类，但 C#有一个统一类型系统，使得可将任何非指针类型值视为对象。这让值类型获得了引用类型的优点，而不会增加不必要的开销；并可对任何值（包括预定义值类型）调用对象方法。
二、预定义类型
2.1 预定义类型
C#预定义了一组类型，这些类型对应于通用类型系统中的类型。
通过包括表示布尔值的类型（取值为true或false），可避免混淆布尔变量和整数变量。这有助于消除多种常见的编程错误，让编写含义不言自明的代码更容易。
ps：在C语言中，布尔值表示为整数，并让程序员去决定0表示true还是false。通常，C语言程序定义表示整数值0和1的名称常量，以帮助消除这种模糊性，但并没有禁止使用整数表示布尔值。
- 类型decimal最少包含28个有效位，旨在避免金融计算的误差。double类型主要用于物理计算，以减少表示误差。
- object是其他所有引用类型和值类型的基类；string用于表示一系列Unicode字符，这种变量赋值后就不能修改，因此string变量是不可修改的。
- 除无符号整数类型和sbyte外，其他所有预定义类型都符合CLS，但是使用这些
- 类型时，只要不将其声明为公有的，您的代码就符合CLS。如果这些类型的变量必须是公有的，那么可转而使用相应的符合CLS的类型。
- 对于sbyte，可使用符合CLS的类型short代替。
- 对于uint，通常使用符合CLS的类型long代替；如果存储的值小于2147483647.5，那么也可使用int代替。
- 对于 ulong ，通常可使用符合 CLS 的类型 decimal 代替，如果存储的值小于9223372036854775807.5，那么也可使用long代替
- 对于ushort，通常可使用符合CLS的类型int代替，如果存储的值小于32767.5，那么也可使用short代替。
- System.Object：所有的值类型以及类、数组和委托等引用类型都是从 object 派生而来的。接口类型可能是从其他接口类型派生而来的，但可转换为object。
- 类型参数实际上不是从任何类型派生而来的，但可转换为object。
- 不安全的指针类型既不是从object派生而来的，也不能转换为object，因为它们不受常规C#类型规则的管辖。
- 这一切意味着C#中的所有非指针类型都可转换为object，但可能并不是从object派生而来的。
- C#还有一些特殊的类型，其中最常见的是void。void表示不知道类型。dynamic类型类似于 object，主要的不同之处在于，对这种类型执行的所有操作都将在运行阶段（而不是编译阶段）解析。
- 虽然void和dynamic都是类型，但var是隐式类型，让编译器根据赋给变量的数据确定变量的类型。
ps：var并非Variant的缩写
最初引入 var类型时，很多人认为它相当于Visual Basic中的Variant类型。Variant 变量可用于存储其他任何数据类型的值，因此不属于强类型；而var类型仍是强类型，因为在编译阶段将用特定数据类型替换它。尽管如此，过度使用var可能降低代码的可读性，因此应慎用。
2.2 其他的常用类型
除标准的预定义类型外，.NET Framework还提供了用于表示其他常用值的类型。不同于预定义类型，这些类型没有C#别名，但对其可执行的操作不受影响。
2.2.1 日期和时间
要处理日期和时间值，可使用结构DateTime，它能够创建表示日期和时间、仅日期或仅时间的变量。新建DateTime变量时，最常见的方法有两种：使用各种重载的构造函数之一；使用4个静态的分析方法之一—Parse、ParseExact、TryParse或TryParseExact。
DateTime的常用属性
对日期或时间值进行加减运算时，可使用相应的实例方法，它们返回一个新的DateTime值，而不是修改原来的值。
DateTime常用的算术运算方法：
还可使用减法运算符将两个DateTime值相减，结果为一个TimeSpan实例。TimeSpan实例表示时间间隔，以天数、小时数、分钟数、秒数和毫秒数表示，可正可负。为确保一致性，时间间隔以天数为单位。还可将DateTime与TimeSpan相加或相减，结果为一个新的DateTime实例。
TimeSpan常用的方法和属性
2.2.2 全局唯一标识符（GUID）
GUID是一个128位的整数值，重复的可能性很小，每当需要唯一标识符时就可以使用它。结构System.Guid、能够创建和比较GUID值
常用成员：
2.2.3 统一资源标识符（URI）
URI是内联网或Internet上可用资源的简洁表示，可以是绝对URI（如网页地址），也可以是相对URI，后者必须根据基本URI进行扩展。
Uri类让您能够新建URI以及访问URI的成员，它还提供了处理URI所需的方法，如分析、比较和合并。
常用成员：
Uri实例是不能修改的。要创建可修改的URI，可使用UriBuilder。UriBuilder类让您能够轻松地修改URI的属性，而无需每次修改时都新建实例。
Uri和UriBuilder都有的属性（在Uri中，这些属性是只读的）：
2.2.4 BigInteger
类型 System.Numerics.BigInteger 表示任意大的整数值，从理论上说，没有上限和下限。创建BigInteger实例后，可以像使用其他整数类型一样使用，可对其进行基本的数学运算和比较。
结构BigInteger包含其他整数类型的方法和Math类的方法，还有专门针对BigInteger的成员。
这个结构的常用成员：
2.3 运算符
C#支持大量的运算符，但是这里只介绍比较常用的运算符。运算符是一种特殊符号，用于在表达式中指出要执行哪种运算。所有C#预定义类型都支持运算符，但是并非所有类型支持的运算符都相同。
按优先级顺序列出了所有的C#运算符。在每个类别中，运算符的优先级顺序相同。
2.3.1 算术运算符和赋值运算符
C#提供了支持标准数学运算的运算符：加法（+）、减法（−）、乘法（*）和除法（/）。根据相除的数据类型的不同，除法的行为也稍有不同：将两个整数相除时，结果为整数，并将余数丢弃。要获得整数除法的余数，必须使用求模运算符%。
C#还支持复合赋值运算符，这种运算符将算术运算和赋值合而为一。对于每个标准算术运算符和求模运算符，都有相应的复合赋值运算符，分别是+ =、− =、* =、/ =和% =，这些运算符将赋值分别与加法、减法、乘法、除法和求模合而为一。
2.3.2 关系运算符
关系运算符用于比较两个值，结果为布尔值。
2.3.3 逻辑运算符
逻辑运算符用于布尔表达式中，结果为true或false。
逻辑运算符的行为规则很容易总结。假设x和y都是布尔表达式，逻辑运算的结果如下：
2.3.4 条件运算符
条件运算符（也称为三目运算符，因为它涉及3项）对编写简洁表达式很有帮助，它对条件进行评估，并根据结果返回两个值之一。
条件运算符的格式如下：
condition ? consequence : alternative
当condition为true时，将计算consequence并返回结果；如果condition为false，则计算alternative并返回结果。
ps：三目运算符常见的问题
这个运算符是右结合的，这与其他大部分运算符（左结合的）不同。这意味着对于下面的表达式相当于 a ? b : ( c ? d : e )：
a ? b : c ? d : e
条件表达式的类型是由consequence和alternative的类型决定的，而不是它被赋给的变量决定的。
因此，consequence 和 alternative 的类型必须相同，这意味着下面这样的表达式无法通过编译，因为其consequence的类型为int，而alternative的类型为string：
object x = b ? 0 : "hello";
虽然上述代码不实用，根本不应在其他地方使用，但是其正确的书写方式可能如下：
object x = b ? (object)0 : (object)"hello";
2.4 默认值
各种预定义数据类型的默认值：
对于整型类型，默认值为零。char类型的默认值为空字符，而bool类型的默认值为false。类型object和string的默认值为null，即没有指向任何对象。
2.5 null和可以为null的类型
这些默认值意味着值类型不能为 null，看起来好像是合理的。然而，当使用数据库、其他外部数据源或其他可能没有指定值的数据类型时，会带来一定的限制。一个典型的示例就是数据库中的数值字段，它可以存储任何整型数据，也可能没有值。
对于这种问题，可以为null的数据类型提供解决方案。可以为null的类型是这样一种值类型：可表示其底层类型指定范围内的值以及null值。可以为null的类型用语法Nullable
int = 10;
int? = 10;
int? = null;
要获取可以为 null 的类型的变量的值，应使用方法 GetValueOrDefault，它返回赋给变量的值，如果没有赋值，就返回底层类型的默认值。另外，还可以使用属性 HasValue （如果给变量赋值了，该属性将为true）和Value（它返回变量的实际值，如果值为null，就将引发异常）。
所有可以为 null 的类型（包括引用类型）都支持 null 合并运算符（??）。将可以为 null的类型的变量赋给不能为null的类型的变量时，可使用该运算符指定要返回的默认值。如果该运算符左边的操作数为 null，就返回右边的操作数；否则，返回左边的操作数。程序清单2.4演示了如何使用null合并运算符。
2.6 强制转换与转换
作为统一类型系统的一部分，所有值类型都可以转换为 object。值类型变量需要用作引用类型时，将自动创建一个对象“箱”，并将值复制到箱子中。装箱后，对一个变量的操作不会影响另一个。将对象箱变回到原来的值类型时，将把箱子内的值复制到变量中。
ps：装箱与取消装箱
值类型和引用类型之间的转换通常称为强制转换（cast），因为这种转换使用C# cast运算符，但是相应的CIL指令为 box和 unbox。
装箱转换总是隐式的，它将值类型转换为引用类型。取消装箱总是显式的，它将装箱的值类型（引用类型）转换为值类型。
装箱和取消装箱操作占用的资源很多，开销也很大，应尽可能避免并确保使用正确的类型来解决问题。
如下是各种预定义类型支持且能成功完成的隐式转换。之所以允许这些隐式转换，是因为从原始数值类型转换为新的数值类型时不会降低量级。
ps：隐式转换
隐式转换可能降低精度，但是不应降低量级。以将 int 值转换为 float值为例，它们都是32位的，但是并非每个int值都可以精确地表示为float，这将导致精度降低。然而，由于float的取值范围比int大，因此这种转换不会降低量级。
在转换可能降低精度时，必须进行显式转换，此时需要指定要将原始值转换为哪种类型。显式转换的形式为(T) E，如图所示，它将E的值转换为类型T。
显式转换存在的问题是，如果不小心，代码就可能能够编译，但是运行时会失败。显式转换告诉编译器，您定这种转换能够成功，如果不成功，导致的运行阶段错误也是可以接受的。
为降低显式转换在运行阶段失败的可能性，C#提供了 as运算符，其形式为 e as T，其中e是一个表达式，而T必须是引用类型或可以为null的类型。as运算符告诉编译器，有充分的理由相信转换将成功，它试图将值转换为类型T并返回结果，如果转换失败，就返回null。
为利用as运算符，可将上图所示的代码重写为如下形式：
int? i = 36;
object boxed = i;
int? j = boxed as int?;