C# 基礎知識系列-13 常見類庫（三）

月影西下發表於2020-04-28
C#

0. 前言

在《C# 基礎知識系列- 13 常見類庫（二）》中，我們介紹了一下DateTime和TimeSpan這兩個結構體的內容，也就是C#中日期時間的簡單操作。本篇將介紹Guid和Nullable這兩個內容。

1. Guid 結構

Guid(Globally Unique Identifier) 全域性唯一標識，是一種由演算法生成的二進位制長度為128位的字串，但字串的長度是36其中32位16進位制的數字和四個連線符。其作用是用來表示全域性唯一標識，當多個系統或者資料量大的時候，用來做唯一標識，比如說資料庫的主鍵。Guid並不是C#獨有的，所以可以放心使用，不用擔心跟其他系統互動時遇到對方無法識別的尷尬局面。

Guid應用非常廣泛，如果有檢視過Windows系統登錄檔的同學應該見過如下型別的資料：efa4bcc8-b293-48d5-9278-924b9c015b97 ，這就是Guid。Guid甚至被Windows用作元件註冊，網路介面標識等。

簡單來講，Guid適合需要不重複標識的場景。

1.1 建立一個Guid

Guid的建立非常簡單直接通過Guid.NewGuid()，示例：

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Guid guid = Guid.NewGuid();
        Console.WriteLine(guid);
    }
}

多次執行以上程式碼將會出現不同的結果，這是我的一次執行結果：

66168bfa-8c3b-45ce-a340-da99c668fca8

到這裡，建立Guid就可以認為達到目的了，但是我們一起來看下Guid有哪些建構函式吧：

public Guid (byte[] b);

用長度為16的位元組陣列初始化一個Guid，其中Guid的值與位元組陣列相關。（根據定義來理解，C#會將位元組陣列b轉換為128位的二進位制資料，再轉換為字串格式）。

示例：

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        var bytes = new byte[16]
        {
            12,23,59,29,93,22,22,19,45,37,53,38,54,46,33,11
        };
        Guid guid = new Guid(bytes);
        Console.WriteLine(guid);
    }
}

多次執行，列印結果都是以下內容：

1d3b170c-165d-1316-2d25-3526362e210b

以上可以得知，是通過一個位元組陣列建立一個Guid元素，這個元素的值就是這個位元組陣列的值。

繼續介紹第二個構造方法，通過格式化的字串建立：

public Guid (string g);

g表示Guid資料，有以下幾種格式：

  1. dddddddddddddddddddddddddddddddd 表示32個連續數字
  2. dddddddd-dddd-dddd-dddd-dddddddddddd 表示 8、4、4、4 和 12 位數字的分組，可以用小括號和大括號包裹起來
  3. {0xdddddddd, 0xdddd, 0xdddd,{0xdd,0xdd,0xdd,0xdd,0xdd,0xdd,0xdd,0xdd}}8、4 和 4 位數字的分組，和一個 8 組 2 位數字的子集，每組都帶有字首“0x”或“0X”，以逗號分隔

該方法接受以上格式的Guid字串，以下是示例：

string[] guidStrings = { "ca761232ed4211cebacd00aa0057b223",
                         "CA761232-ED42-11CE-BACD-00AA0057B223", 
                         "{CA761232-ED42-11CE-BACD-00AA0057B223}", 
                         "(CA761232-ED42-11CE-BACD-00AA0057B223)", 
                         "{0xCA761232, 0xED42, 0x11CE, {0xBA, 0xCD, 0x00, 0xAA, 0x00, 0x57, 0xB2, 0x23}}" };
foreach (var guidString in guidStrings)
{
    var guid = new Guid(guidString);
    Console.WriteLine($"Original string: {guidString}");
    Console.WriteLine($"Guid:            {guid}");
    Console.WriteLine();
}

列印結果如下：

image-20200427212857426

通過指定的整數和位元組陣列初始化：

public Guid (int a, short b, short c, byte[] d);

其中a 表示前四個位元組，也就是第一個分隔符前面的八位，b表示之後兩個位元組，c表示b之後的兩個位元組，d表示其餘八個位元組。

Guid(1,2,3,new byte[]{0,1,2,3,4,5,6,7}) 建立對應於 "00000001-0002-0003-0001-020304050607" 的 Guid。

依次指定各個位置的值：

public Guid (int a, short b, short c, byte d, byte e, byte f, byte g, byte h, byte i, byte j, byte k);

這個方法與上一個類似，不過分的更細緻了，其中int四個位元組，byte一個位元組，與型別的實際位元組長度一致。

1.2 一個空的Guid

C# 為Guid結構體提供了一個靜態只讀屬性：Empty，其值均為零，表示Guid的零值。很多介面或系統會為Guid型別的欄位提供一個預設零值就是這個值，在一些業務場景中會遇到與零值的相等判斷。

1.3 Guid與字串之間一個轉身

根據Guid建構函式可以看到Guid的列印格式應該有三種，那麼如何生成這三種呢？C#還有沒有更多的格式支援呢？

Guid的ToString方法有以下三個版本：

public override string ToString ();
public string ToString (string format);
public string ToString (string format, IFormatProvider provider);

第一個是預設的轉字串的方法，格式在上文也有介紹。最後一個涉及到國際化，略過不提。第二個，則是用格式確定輸出結果。C# 支援的format值和對應的意義如下：

說明符 返回值的格式
N 32位數： 00000000000000000000000000000000
D 32的數字，由連字元分隔： 00000000-0000-0000-0000-000000000000
B 32位，用連字元隔開，括在大括號中： {00000000-0000-0000-0000-000000000000}
P 32位，用連字元隔開，括在括號中： (00000000-0000-0000-0000-000000000000)
X 括在大括號中的四個十六進位制值，其中第四個值是八個十六進位制值的子集（也括在大括號中）： {0x00000000，0x0000，0x0000，{0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00}}

如果fomat為NULL或者空字串，則預設為D。

這裡介紹了Guid生成字串的方法和對應的格式內容，而字串轉Guid除了使用建構函式以外還有兩種方式：

public static Guid Parse (string input);
public static Guid ParseExact (string input, string format);

第一個方法由C#自動解析字串格式，第二種由呼叫方明確指出字串的格式。格式僅支援N/D/B/P/X這五種。

2. 基礎型別的可空化

我們常用的基本資料型別，包括這兩篇介紹的型別除了string是類，其他都是struct型別。在C#中struct無法置為NULL，一般情況下並不影響程式的執行。但是，如果涉及到互動，無論是與人還是與其他的系統互動，都會出現資料不可用的情況。舉例來說，一場數學考試，對於每個學生來說都會有一個數字型別的試卷成績。如果有同學因為生病了缺考了，我們直接給他試卷上標記零分顯然是不可取的，所以需要標記為NULL，意思是缺考。這時候如果在系統中簡單的使用 int或者double存成績就會出現NULL無法存入系統。

C#為了解決此類問題，新增了Nullable<T>，這是個結構體，C#為此新增了額外的支援。我們看下如何宣告一個可空的int型別：

Nullable<int> score;

C# 除了以上的宣告方式，還提供了一種特殊的語法，使用?：

int? score;

也就是型別? 表示<型別> 的可空型別。

2.1 可空型別的使用

可空型別可以跟其原型別一樣正常使用，包括原型別支援的算術運算等。不過值得注意的一點是，如果可控型別的值為null，在和其他非null值進行計算後，最終結果只能是null。

C# 為可空型別的值判斷和讀取提供了兩個屬性：

public bool HasValue { get; }
public T Value { get; }

如果HasValue為True，則表示Value可以正確讀取到值，否則這個可控型別就是null。

以上是Nullable的使用介紹，使用起來很簡單，但是這是C#中一個很重要的地方。

3. 總結

這是《C# 基礎知識系列-常見類庫》的最後一篇，但並不意味著C#的常見類只有這麼多，後面還有很多內容。放心吧，都會在以後的篇幅中為大家一一介紹的。

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