C# 宣告變數 (Variable Declaration) – C# 教學

前言

如何宣告變數是在C#程式語言中一個重要的基礎概念。變數是用來存儲和管理數據的一種方式，它們在程式中具有關鍵的角色。在C#中，宣告變數是指定變數的名稱和數據類型，以便在程式中使用。這些變數可以存儲不同類型的數據，例如整數、浮點數、字串、布林值等等。

接下來，要說明變數是什麼和學習如何宣告變數。

Outline

• C# 變數是什麼
• C# 變數生命週期 (Life Cycle)是什麼
• C# 如何宣告變數
• C# 宣告變數範例
  • 宣告變數 int – 範例
  • 宣告變數 double – 範例
  • 宣告變數 string – 範例
  • 宣告變數 object – 範例
• 總結
• 參考資料
• 文章註解

C# 變數是什麼

變數是用來存儲數據的容器，就像你的筆記本上的空格，你可以在其中寫下各種信息。在程式中，變數讓你可以存儲不同類型的數據，例如數字、文字或布爾值（True或False）。

C# 變數生命週期 (Life Cycle)是什麼

在 C# 和其他程式語言中，變數的生命週期（Life Cycle）是指變數存在的時間範圍，以及變數何時被創建和銷毀。變數的生命週期與其作用域（Scope）密切相關，作用域決定了變數在程式中的可見性和存活時間。以下是變數生命週期的一些重要觀點：

1. 局部變數（Local Variables）：局部變數是在某個程式碼區塊（通常是函數或方法）中聲明的變數。它們的生命週期始於進入該區塊的執行，並在離開該區塊時結束。這意味著局部變數只在其宣告所在的區塊中可見，並在離開該區塊後自動銷毀。
2. 全域變數（Global Variables）：全域變數是在程式的最外層範圍中聲明的變數，通常在類別的屬性中或在命名空間中。它們的生命週期與程式的執行時間相同，即在程式開始執行時被創建，在程式結束時被銷毀。全域變數在整個程式中都可見。
3. 物件變數（Object Variables）：當在類別中聲明變數時，變數的生命週期通常與所屬物件實例的生命週期相關聯。變數在物件實例被創建時創建，並在物件實例被垃圾回收時銷毀。這使得變數可以存儲特定物件實例的狀態。
4. 靜態變數（Static Variables）：靜態變數在整個應用程序的生命週期內存在，無需實例化類別。它們在應用程序啟動時創建，並在應用程序結束時銷毀。靜態變數通常用於存儲應用程序級別的全域數據。

變數的生命週期是確保變數在正確的時間和地點使用的關鍵因素。當變數超出其生命週期範圍時，它們可能會變得無效，並導致未定義的行為，導致程式運行發生無法預期的錯誤。因此，在程式設計中，請確保理解變數的生命週期，以避免錯誤和資源洩漏。

C# 如何宣告變數

C# 宣告變數是定義一個變數並為其分配記憶體空間的過程。C#是一個強型別語言，在宣告變數這個過程通常包括指定變數的名稱和數據類型，以確定它可以存儲的數據類型。這不僅有助於在程式碼中使用變數，還有助於提供程式碼的可讀性和維護性。

要宣告變數，首先需要選擇適當的數據類型，例如整數、浮點數、字符、布林等。然後，使用該數據類型宣告變數，後接變數的名稱，定義變數名稱需遵循命名規則¹，並使用等號（=）將其初始化為所需的初始值。例如以下語法：

上述宣告方式，步驟如下

1. 宣告的資料型別。( Ex: int 、double、string、類別…等等 )
2. 空一格 ( 使編譯器能夠區分關鍵字 )
3. 決定資料的名稱 ( 注意不能夠與關鍵字同名 )
4. 等於符號 ( 如果要賦予初始值時需要，否則給予 ‘ ; ‘ 即可, Ex: 資料型別 變數名稱; )
5. 想賦值的資料

以上是C# 宣告變數的方式。

C# 宣告變數範例

C# 宣告變數範例，接下來會以資料型別int、double、string、object為範例，並為每個範例做詳細的說明，說明其使用方式以及須注意的地方。

C# 宣告變數 int – 範例

以下是一個 C# 宣告整數變數的範例，以及對其語法和需要注意的地方的說明：

說明：

1. int：這是數據類型，表示有符號32位元整數²。C# 中的整數變數通常使用 int 關鍵字來聲明。整數可以是正數、負數或零。
2. myNumber：這是變數的名稱，可以自行指定，但必須遵循一些命名規則。變數名稱必須以字母或底線開頭，後面可以跟隨字母、數字或底線，且區分大小寫。請注意，變數名稱不能與 C# 保留字（關鍵字）相同。
3. =：這是賦值運算符，用於將右側的值賦給左側的變數。在這個範例中，將整數值 42 賦給變數 myNumber。
4. 42：這是整數值，它是 myNumber 的初始值。整數值可以包含正負號，但在這個例子中是正整數。

需要注意的地方：

• 數據類型 int 表示整數，並使用有限的位元數（通常 32 位）來存儲數值。因此，整數變數 myNumber 只能存儲在 int 資料類型的範圍內的值。如果嘗試將超出範圍的值賦給 myNumber，則可能導致數據溢出。
• 變數名稱 myNumber 是有意義的名稱，應該描述變數的用途或內容，以增加程式碼的可讀性。良好的命名慣例有助於其他開發人員更容易理解程式碼的功能。
• 賦值運算符 = 用於將值賦給變數。確保賦值運算符的左側是變數，右側是值或表達式。

C# 宣告變數 double – 範例

C# 宣告雙精度浮點數變數（double）的範例，以及對其文法和需要注意的地方的說明：

說明：

1. double：這是數據類型，表示雙精度浮點數。C# 中的雙精度浮點數變數通常使用 double 關鍵字來聲明。雙精度浮點數用於存儲具有小數部分的數字，提供更高的精度。
2. myDouble：這是變數的名稱，可以自行指定，但必須遵循命名規則。變數名稱必須以字母或底線開頭，後面可以跟隨字母、數字或底線，區分大小寫。避免使用 C# 保留字（關鍵字）作為變數名稱。
3. =：這是賦值運算符，用於將右側的值賦給左側的變數。在這個範例中，將雙精度浮點數值 3.14159 賦給變數 myDouble。
4. 3.14159：這是雙精度浮點數值，它是 myDouble 的初始值。雙精度浮點數可以表示帶有小數部分的數值，提供更高的精度。

需要注意的地方：

• 雙精度浮點數 double 提供了更高的精度，但仍然具有有限的精度。它在表示某些小數時可能會有捨入誤差。在特定情況下，可能需要使用 decimal 類型以獲得更高的精度。
• 變數名稱 myDouble 是有意義的名稱，應該描述變數的用途或內容，以提高程式碼的可讀性。
• 賦值運算符 = 用於將值賦給變數。確保賦值運算符的左側是變數，右側是值或表達式。
• 考慮小數位數的問題：雙精度浮點數可以表示小數位數，但要謹慎處理捨入誤差，特別是在財務或精確計算方面。

C# 宣告變數 string – 範例

C# 宣告字串變數（string）的範例，以及對其文法和需要注意的地方的說明：

說明：

1. string：這是數據類型，表示字串。C# 中的字串變數通常使用 string 關鍵字來聲明。字串變數用於存儲文本和字串數據，可以包含字母、數字、符號和空格。
2. myString：這是變數的名稱，可以自行指定，但必須遵循命名規則。變數名稱必須以字母或底線開頭，後面可以跟隨字母、數字或底線，區分大小寫。避免使用 C# 保留字（關鍵字）作為變數名稱。
3. =：這是賦值運算符，用於將右側的值賦給左側的變數。在這個範例中，將字串值 “Hello, World!” 賦給變數 myString。
4. “Hello, World!”：這是字串文字（string literal），它是 myString 的初始值。字串文字使用雙引號括起來，可以包含文本內容。

需要注意的地方：

• 字串是引用類型，它是一種對象，而不是值類型。這意味著變數存儲的是對字串對象的引用，而不是實際的字串內容。因此，字串變數可以為 null，表示沒有引用到任何字串對象。
• 字串文字（string literals）必須用雙引號括起來。字串文字可以包含各種字符，包括特殊字符、轉義序列和 Unicode 字符。
• 字串是不可變的，這意味著一旦創建了一個字串，它的內容不能被更改。任何對字串的修改都會創建一個新的字串對象。
• 在 C# 中，可以使用 + 運算符來連接字串，也可以使用 string.Format 或字串插值（string interpolation）來動態構建字串。
• 字串處理是 C# 中非常重要的一個方面，因為它在許多應用中用於處理文本和用戶輸入。應該謹慎處理字串以避免安全性問題，如 SQL 注入或跨站腳本攻擊。

C# 宣告變數 object – 範例

C# 中，object 是一種通用的數據類型，它可以用來存儲任何 C# 物件的參考(reference)。使用 object 類型的變數可以允許你存儲不同類型的數據，但也需要謹慎處理和轉換。以下是一個宣告 object 變數的範例，以及對其文法和需要注意的地方的說明：

說明：

1. object：object 是通用的數據類型，可以存儲任何 C# 物件的參考，包括內置數據類型、自定義類型等。宣告 object 變數時，它可以引用任何類型的對象。
2. myObject：這是變數的名稱，它可以自行指定，必須遵循變數命名的規則。變數名稱必須以字母或底線開頭，後面可以跟隨字母、數字或底線，區分大小寫。
3. =：這是賦值運算符，用於將右側的值賦給左側的變數。在這個範例中，將字串 “Hello, World!” 的參考賦給 myObject 變數。
4. “Hello, World!”：這是字串文字（string literal），它是一個 C# 字串對象的實例。在這個範例中，myObject 變數存儲了對這個字串對象的參考。

需要注意的地方：

• 使用 object 類型可以將不同類型的對象存儲在同一變數中。這提供了一些靈活性，但也需要謹慎處理和類型轉換，因為在運行時需要確保對象的實際類型。
• 若要訪問 object 變數中存儲的對象的成員，需要對其進行類型轉換。例如，如果 myObject 實際上是一個字串，則可以使用類型轉換來訪問字串方法或屬性。不過，錯誤的類型轉換可能導致運行時錯誤。
• object 類型主要用於處理未知類型的數據，或者在需要通用性的情況下。通常，盡量避免使用 object 類型，因為它會減少編譯時類型檢查，可能導致潛在的運行時錯誤。
• 使用 is 運算符和類型轉換來檢查和操作 object 變數中的對象的實際類型。

(P.S. 以上畫底線對初學者先記著就好，不理解沒關西，初學課程學完就能夠理解ˇ!)

總結

以上是初學者對C# 變數宣告的教學，當中介紹了變數是什麼、如何宣告變數以及宣告變數範例和詳細說明。

最後，變數宣告是程式設計的基礎，是處理和操作數據的的第一步。選擇適當的變數類型、命名和初始值能夠減少不必要的麻煩，如運行錯誤、維護性低、可讀性低…等等問題， 良好的習慣是編寫高質量程式碼的關鍵步驟。

參考資料

1. Microsoft Doc C# 宣告陳述式
2. Microsoft Doc C# 型別系統
3. C# 筆記 – 型別與變數

文章註解

1. 遵循命名規則，通常以字母或底線開頭，後面可以跟字母、數字或底線，區分大小寫。不應該使用語言的保留字作為變數名稱。 ↩︎
2. Signed（有符號）和Unsigned（無符號）是數字表示法中的兩個概念，它們用於描述整數的表示方式。這些概念通常與計算機編程和數值系統相關。以下是它們的解釋：
   Signed（有符號）：有符號數字可以表示正數、負數和零。有符號整數使用位元中的一個位元（通常是最高位元）來表示符號，例如，正數使用 0，負數使用 1。其餘的位元用來表示數值。這意味著有符號整數可以表示正數和負數，並且有一個範圍，取決於位元的數量。例如，一個有符號的 8 位整數可以表示從 -128 到 127 之間的值。
   例如，一個 4 位有符號的二進制數 1101 表示 -3。
   Unsigned（無符號）：無符號數字只能表示非負整數（正數和零），不包括負數。無符號整數使用所有位元來表示數值，並且不使用位元表示符號。這使得無符號整數能夠表示更大的正整數範圍，因為不需要用位元來表示符號。
   例如，一個 8 位無符號的二進制數 11011010 表示 218。
   有符號和無符號整數的選擇取決於所需的數值範圍和所處的情境。 ↩︎