C#快速入門教程（9）——浮點數、Decimal型別和數值型別轉換

相對於整數，浮點數和Decimal型別的資料就沒那麼複雜了，本課，我們主要了解float、double和decimal資料型別，並討論整數、浮點數和Decimal混合運算時應該注意的一些情況。

我們知道，計算機處理資料的範圍是有限的，整數包含了8位、16位、32位和64位資料型別，而浮點數則包含了單精度和雙精度兩種，它們對於精度的要求是不同的。float型別對應於System.Single結構型別，用於處理單精度浮點數，保留7位精度；double型別對應於System.Double結構型別，用於處理雙精度浮點數，保留15位精度。此外，decimal型別對應於System.Decimal結構型別，用於對精度要求較高的資料處理。下面看一個簡單的浮點數和Decimal型別的除法運算示例。

static void Main(string[] args)
{
    Console.WriteLine(5f / 3f);
    Console.WriteLine(5d / 3d);
    Console.WriteLine(5m / 3m);
}

程式碼執行結果如下圖所示。

從運算結果中可以看到float、double和decimal精度上的不同，實際開發時，可以根據計算任務對資料精度的要求選擇使用不同的浮點數或decimal型別。

我們已經接觸到整數、浮點數和decimal型別，現在的問題是，如果這些型別的資料混合在一起進行算術運算會怎麼樣呢？這裡有一個簡單的基本原則，即，當兩個不同型別的資料進行運算，會先將取值範圍小的資料型別轉換為取值範圍大的型別，然後進行運算。

下面的程式碼，我們來觀察運算結果的型別。

static void Main(string[] args)
{
    Console.WriteLine((5 / 3).GetType().ToString());
    Console.WriteLine((5 / 3L).GetType().ToString());
    Console.WriteLine((5F / 3).GetType().ToString());
    Console.WriteLine((5L / 3D).GetType().ToString());
    Console.WriteLine((5F / 3D).GetType().ToString());
    Console.WriteLine((5 / 3M).GetType().ToString());
}

程式碼執行結果如下圖所示。

我們可以看到這裡給出了六種運算結合，分別是： - int與int型別資料運算，也就是相同型別的資料運算，其結果依然是此型別。 - int與long型別資料運算，結果為long型別（System.Int64）。 - float與int型別資料運算，結果為float型別（System.Single）。 - long與double型別資料運算，結果為double型別（System.Double）。 - float與double型別資料運算，結果為double型別（System.Double）。 - int與decimal型別資料運算，結果為decimal型別（System.Decimal）。

對於常用的資料型別，自動轉換的優先順序從大到小分別decimal、double、float、long、int、short；請注意，這裡主要包含了處理有符號資料的型別。

前面的示例中，資料型別可以自動完成轉換，稱為“隱式轉換”；相對應的，我們還可以對資料進行強制轉換；但應注意，在將取值大型別的資料向下轉換時，有可能造成資料精度的降低，甚至是得到錯誤的資料。比如，一個大杯和一個小杯，將小杯的水倒入大杯不會有問題，而將大杯的水倒入小杯，是否能成功，還要看大杯中原來有多少水。

強制轉換時，需要在待轉換資料使用一對圓括號指定目標型別，如下面的程式碼。

static void Main(string[] args)
{
    long x = 99L;
    int y = (int)x;
    Console.WriteLine(y.GetType().ToString());
}

毫無疑問，執行結果會顯示System.Int32。程式碼中，首先定義一個long型別的變數x，然後，將其資料轉換為int型別並賦值到變數y中，最後顯示y的資料型別為System.Int32，即int型別。

接下來，我們做個測試，如下面的程式碼，我將x的值設定為long.MaxValue。

static void Main(string[] args)
{
    long x = long.MaxValue;
    int y = (int)x;
    Console.WriteLine(y);
}

程式碼中，我們將x設定為long型別的最大值，然後強制轉換為int型別，想一想結果也不可能靠譜。執行結果會顯示-1，那麼它是怎麼來的呢？

我們知道，long型別是64位有符號整數，那麼它的最大值的二進位制最高位會是0，其他63位是1；而強制轉換為int型別後，會進行位截斷操作，即將高位的32位捨去，只保留後32位，即32個1元件的二進位制數。而int也是有符號型別，所以，當最高位是1時表示這是一個負數，而後面的31個1則是資料絕對值的補碼，通過反向計算可以得到30個0和最低位一個1組成的二制數，也就是十進位制數1；所以，最終顯示的結果是-1。

本課，我們討論了整數、浮點數、Decimal型別之間可能的轉換操作，包括隱式轉換和強制轉換；另外，還演示了將取值較大整數轉換為取值較小整數時會出現什麼情況。大家在開發時，要注意資料型別轉換時的一些特殊情況，並需要特別小心可能的資料丟失問題，要深入使用者資料處理業務，瞭解資料所需要的精度，合理選擇使用資料型別。

這裡只是C#中簡單的資料轉換操作，在整個軟體系統中，資料的轉換和傳遞是一個更大的工程，在後續的學習中，我們還會有更多討論。

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