3.4.4. Основные сведения о типах данных Основные сведения о типах данных

1. Типы данных

Типы данных имеют особенное значение в С#, поскольку это строго типизированный язык. Это означает, что все операции подвергаются строгому контролю со стороны компилятора на соответствие типов, причём недопустимые операции не компилируются. Следовательно, строгий контроль типов позволяет исключить ошибки и повысить надёжность программ. Для обеспечения контроля типов все переменные, выражения и значения должны принадлежать к определённому типу. Такого понятия, как переменная без типа, в данном языке программирования вообще не существует. Более того, тип значения определяет те операции, которые разрешается выполнять над ним. Операция, разрешённая для одного типа данных, может оказаться недопустимой для другого.

В С# имеются две общие категории встроенных типов данных: типы значений и ссылочные типы. Они отличаются по содержимому переменной. Концептуально разница между ними состоит в том, что тип значения (value type) хранит данные непосредственно, в то время как ссылочный тип (reference type) хранит ссылку на значение.

Эти типы сохраняются в разных местах памяти: типы значений сохраняются в области, известной как стек, а ссылочные типы — в области, называемой управляемой кучей. Ниже представлена схема типов данных C#:

Рис. 1. 1. Схема типов данных в C#

Итак, каждая переменная и константа имеет тип, как и каждое выражение, результатом вычисления которого является значение. Каждая сигнатура метода задаёт тип для каждого входного параметра и для возвращаемого значения. Библиотека классов платформы .NET Framework определяет набор встроенных числовых типов, а также более сложных типов, представляющих широкое разнообразие логических конструкций, например, файловую систему, сетевые подключения, коллекции и массивы объектов и даты. Типичная программа C# использует типы из библиотеки классов, а также пользовательские типы, моделирующие принципы, относящиеся к проблемной области программы.

К сведениям, хранимым в типе, может относиться следующее:

• Место для хранения, необходимое для переменной типа.

• Максимальное и минимальное значения, которые могут быть представлены.

• Содержащиеся члены (методы, поля, события и т. д.).

• Базовый тип, которому он наследует.

• Расположение, в котором будет выделена память для переменных во время выполнения.

• Разрешенные виды операций.

Компилятор использует сведения о типе, чтобы убедиться, что все операции, выполняемые в коде, являются типобезопасными. Например, при объявлении переменной типа int, компилятор позволяет использовать в дополнение переменную и операции вычитания. При попытке выполнить эти же операции в переменной типа bool, компилятор вызовет ошибку.

Компилятор внедряет сведения о типе в исполняемый файл в качестве метаданных. Среда CLR использует эти метаданные во время выполнения для дальнейшего обеспечения безопасности типа при выделении и освобождении памяти.