5.05. Типы данных

ОБЯЗАТЕЛЬНОДЛЯ НОВИЧКОВНЕ ДЛЯ НОВИЧКОВВ РАЗРАБОТКЕ

Разработчику Архитектору

Типы данных

Типы данных в C#

★ Типы данных – это фундамент любого языка программирования.

В C# типы делятся на несколько категорий:

• простые (примитивные) типы;
• ссылочные типы;
• структуры или значимые типы (value types);
• кортежи;
• пользовательские типы.

★ Простые типы:

Тип	Описание	Размер
int	Целое число	4 байта
long	Длинное целое	8 байт
short	Короткое целое	2 байта
byte	Число от 0 до 255	1 байт
float, double, decimal	Числа с плавающей точкой	разный
char	Символ Unicode	2 байта
string	Строка символов	динамический
bool	Логическое значение (true / false)	—

★ Ссылочные и значимые типы

Ссылочные и значимые типы отличаются способом хранения данных в памяти и поведением при присваивании, передаче в методы и управлении ресурсами.

★ Значимые типы (Value Types) хранят непосредственно данные, а не ссылку на них. Обычно они размещаются в стеке, но могут быть частью объектов в куче, если входят в состав ссылочного типа.

Примеры:

int age = 30;
bool isStudent = true;
char grade = 'A';
DateTime birthDate = new DateTime(1995, 5, 20);

Примитивные (простые) типы также относятся к значимым типам (int, float, double, char и т.д.).

Помимо них, есть:

• перечисления (enum):

enum Days { Monday, Tuesday, Wednesday }

• структуры (struct):

struct Point {
    public int X;
    public int Y;
}

• ValueTuple:

var person = (name: "Alice", age: 25);

При присваивании одного экземпляра значимого типа другому, копируются данные целиком:

int a = 10;
int b = a; // b получает копию значения a
a = 20;
Console.WriteLine(b); // Выведет 10

Особенности значимых типов:

• более быстрые операции за счёт хранения в стеке;
• не поддерживают множественное наследование;
• не могут быть null, если не используются с модификатором?

Пример nullable-типа:

int? nullableInt = null;

Nullable-версии типов могут принимать значение null, а внутри реализуются через обобщённую структуру System.Nullable<T>.

Число

Число (int, double, decimal).

Значимые типы. decimal используется для финансовых вычислений (более точный, чем double).

Простой пример:

int age = 30;

Сложный пример:

decimal taxAmount = subtotal * (region switch {
    "EU" => 0.2m,
    "US" => stateTaxRates[state],
    "ASIA" => 0.15m,
    _ => 0.0m
});

Использование выражения switch для определения налоговой ставки в зависимости от региона. Результат умножается на сумму. Тип decimal гарантирует точность при финансовых операциях.

Булево

Булево (bool).

Примитивный тип, аналогичный Java.

Простой пример:

bool isActive = true;

Сложный пример:

bool isValid = !string.IsNullOrEmpty(email) &&
               email.Contains("@") &&
               allowedDomains.Any(domain => email.EndsWith(domain)) &&
               !blacklistedEmails.Contains(email);

Проверка валидности email включает несколько условий: не null/empty, наличие символа @, соответствие домену и отсутствие в чёрном списке. Используется LINQ (Any, Contains).

Ссылочные типы

★ Ссылочные типы (Reference Types) содержат ссылку (адрес) на область памяти в куче, где находятся реальные данные.

Примеры:

string name = "John";
object obj = 42;
List<int> numbers = new List<int>();

Категории ссылочных типов:

• классы (class):

class Person {
    public string Name { get; set; }
}

• интерфейсы (interface):

interface ILogger {
    void Log(string message);
}

• делегаты (delegate):

delegate void Notify(string message);

• массивы (array):

int[] numbers = new int[] {1, 2, 3};

• тип object (базовый тип для всех типов в .NET);
• тип string (строка), неизменяемая (immutable) и имеет особое поведение.

При присваивании одного экземпляра ссылочного типа другому, копируется ссылка, а не сам объект:

Person p1 = new Person { Name = "Alice" };
Person p2 = p1; // p2 указывает на тот же объект
p1.Name = "Bob";
Console.WriteLine(p2.Name); // Выведет "Bob"

Особенности ссылочных типов:

• требуют управления памятью через Garbage Collector (GC);
• могут быть null;
• поддерживают наследование и полиморфизм;
• могут иметь сложную структуру и включать другие типы.

Строка

Строка (string).

Неизменяемый ссылочный тип. Богатый набор методов и поддержка интерполяции. Простой пример:

string name = "Анна";

Сложный пример:

string report = $@"
Отчёт за {DateTime.Now:MMMM yyyy}
-----------------------------------
Пользователь: {user.Name?.Trim() ?? "Не указан"}
Роль: {(user.Role.HasValue ? Enum.GetName(typeof(Role), user.Role) : "N/A")}
Баланс: {user.Balance:C}
Статус: {(user.IsActive ? "Активен" : "Заблокирован")}
".Trim();

Интерполяция с условными выражениями, безопасным доступом к свойствам (?.), форматированием валюты (:C) и именем перечисления. Результат — многострочный отчёт.

Объект

Объект (class, record). Ссылочные типы. record — неизменяемые объекты (с C# 9).

Простой пример:

var person = new { Name = "Иван", Age = 28 };

Сложный пример:

var employees = dbContext.Employees
    .Where(e => e.DepartmentId == deptId && e.Salary > minSalary)
    .Select(e => new EmployeeSummary(
        e.Id,
        $"{e.FirstName} {e.LastName}".Trim(),
        e.Position,
        e.Salary * (1 + bonusPercentage)
    ))
    .ToList();

LINQ-запрос к базе данных, фильтрация и проекция в DTO-объект с вычислением бонуса. Демонстрирует интеграцию с ORM (например, Entity Framework).

Массив

Массив (array).

Фиксированная коллекция одного типа.

Простой пример:

int[] numbers = { 1, 2, 3 };

Сложный пример:

int[,] distanceMatrix = new int[cities.Length, cities.Length];
for (int i = 0; i < cities.Length; i++)
{
    for (int j = 0; j < cities.Length; j++)
    {
        distanceMatrix[i, j] = (int)CalculateDistance(cities[i], cities[j]);
    }
}

Двумерный массив расстояний между городами. Заполняется через вложенный цикл и вызов функции. Типичный случай для задач маршрутизации.

Делегат / функция

Делегат / Функция (Func, Action).

Типы-обёртки для функций. Func<T>, TResult>, Action<T>.

Простой пример:

Func<string, string> greet = name => $"Привет, {name}!";

Сложный пример:

Func<User, bool> isPremium = u => 
    u.SubscriptionLevel == Subscription.Premium &&
    u.LastLogin > DateTime.Now.AddDays(-30) &&
    u.TotalPurchases.Sum(p => p.Amount) > 1000;

var premiumUsers = allUsers.Where(isPremium).ToList();

Делегат Func<User, bool> инкапсулирует правило определения премиум-пользователя. Затем используется в LINQ-запросе. Позволяет переиспользовать логику проверки.

Когда и какой тип данных использовать?

• для простых данных (часто используемых) – значимый тип;
• логическая группа данных – struct;
• сложные объекты, бизнес-логика, коллекции – class;
• константы состояния – enum;
• безопасность и простота – readonly struct.

Виды массивов

Массив – упорядоченная коллекция элементов одного типа.

Одномерный массив:

int[] numbers = { 1, 2, 3 };

Многомерный массив:

int[,] matrix = {
    { 1, 2 },
    { 3, 4 }
};

Jagged-массив (массив массивов):

int[][] rows = new int[][] {
    new int[] { 1, 2 },
    new int[] { 3, 4, 5 }
};