C#：结构 / 日期 / 运算符&类型转换重载 / Object / dynamic·源栈课堂·一起帮

C#：结构 / 日期 / 运算符&类型转换重载 / Object / dynamic

当前系列： C#语法

C#中进行类型转换，可以有这样的写法：

int.Parse("23");

Parse()是一个方法，但Parse()究竟是谁的方法？F12转到定义，结果我们就看到了：

    public readonly struct Int32 : IComparable, IComparable<int>, IConvertible, IEquatable<int>, IFormattable
    {
        public static int Parse(string s)

这什么意思？我们看到了Parse()是Int32的一个静态方法。而Int32又是什么？它是一个

结构

结构（struct）是一个和类（class）非常非常相似的封装容器。它的成员和语法，和类几乎一模一样。除了上面的静态方法调用，还可以：

//new一个结构实例，生成它的实例对象
int age = new Int32();
//调用结构的实例方法
age.CompareTo(21);

但是，结构

能够实现接口，但不能继承其他结构和类，自然也不能被其他结构和类继承（这可能是结构较少使用的一大原因）；
默认有一个无参构造函数，但不能显式声明。有参构造函数可以显式声明，声明的有参构造函数也不会“隐藏”默认的无参构造函数。但构造函数必须保证结构中的所有字段和自动属性被赋值。

我们可以自己创建一个结构，

#试一试#

    internal struct Bed   //源栈同学的床位
    {
        //public Bed(){}  //报错
        //报错：没有给_id赋值
        //public Bed(string room)
        //{
        //    Room = room;
        //}
        private int _id;
        internal string Room { get; set; }
        public bool HasBooked;
    }

值类型

结构是值类型。（class是引用类型）

所以结构类型的变量是不能被赋值为null（空地址）的：

Bed bed = null;  //报错的

此外，下面的代码可以帮助你理解值类型和引用类型的区别：（对比Bed分别为struct和class）

Bed bed /*= new Bed()*/;     //bed没有指向任何对象
bed.HasBooked = true;        //但bed.HasBooked可以直接被赋值，为什么？

如果Bed不是struct而是class的话，这样的代码是会报错（编译时或运行时）的。因为引用类型变量bed，只能存放对象地址，无法存放HasBooked的值。

但当dream是struct的时候，dream本身是有“结构”的，存放HasBooked的位置是预留着的，所以可以赋值。

选择使用

虽然因为结构是值类型，直接存放在栈中，可以快速读取；但它的数据量不能太大，否则就会：

耗用栈空间
在传递时耗费更多性能

引用类型的优劣正好相反：节约栈空间；只赋值地址不copy内容，传递时更快……

但我们一般不使用struct，因为：

（数据量不大的）常用的结构都已经由C#定义为内置（build-in）类型（又被称之为简单类型）。int其实是Int32的别名，double是Double的别名，bool是Boolean的……所有“可简写”的内置类型，除了string和object，其他全部都是值类型。（详见：内置类型表 - C# 参考）
结构不能继承，所以诸多面向对象的特性它都不能使用，不够面向对象。

时间

复习：时间漫谈：时区 / 日历 / 计算机简单粗暴处理

DateTime

包括日期（年月日）和时间（小时分钟秒等）。.NET为我们提供了大量关于日期的属性和方法，以方便我们的开发。

演示F12查看metadata：……

常用属性方法

1）构造函数：通过new DateTime()构造一个时间对象，可以指定年月日小时分钟秒等：

//2019年12月1日
DateTime date = new DateTime(2019, 12, 1);
//2019年12月1日 19点52分24秒
DateTime dateTime = new DateTime(2019, 12, 1, 19, 52, 24);

2）静态属性：DateTime.Now，获取当前时间

Console.WriteLine(DateTime.Now);

3）实例属性：根据时间变量取得它的年月日（Day/Year/Month）等，通常和DateTime.Now搭配使用：

Console.WriteLine(DateTime.Now.Day);  //当月的第几日

4）实例方法：在现有时间基础上增减，比如AddDays()/AddMonths()/AddYears()……

5）ToString()方法：可以用于指定日期显示的格式。通常，我们使用字符串指定。用y代表year，用M（注意大写）代表month，用d代表day等，如下所示：

Console.WriteLine(DateTime.Now.ToString(
                "yyyy年MM月dd日 hh点mm分ss秒"));
            //显示：2019年12月01日 07点59分14秒

另外，注意DateTime中已经出现了：

TimeSpan

它也是一个struct，表示的是一段时间。注意：

Timespan计量的最大单位是天（Days），没有年和月
用Days/Hours/Minutes等取出的是Timespan中天/小时/分钟等部分的值
用TotalDays/TotalHours/TotalMinutes等取出的才是Timespan代表的时间间隔换算成天/小时/分钟等的值

TimeSpan span = new TimeSpan(2, 4, 12, 30, 0);
Console.WriteLine(span.Hours);
Console.WriteLine(span.TotalHours);

运算符重载

阅读源代码的时候，我们还发现了这样的代码：

public static DateTime operator +(DateTime d, TimeSpan t);

这被称之为运算符重载。实际上就是改变了运算符加号（+）的运算逻辑：本来加号是只能用于数值型类型的，DateTime显然不是数值，本是不应该能够使用加号的，但重载之后：

Console.WriteLine(DateTime.Now + new TimeSpan(5000));

这就是因为在DateTime类中，进行了上述运算符重载。

任何一个类都可以进行运算符重载，比如我们的Student类：

public static Student operator +(Student student, int age)
{
    student.Age += age;
    return student;
}

然后，才可以将Student对象和+并用：

Student student = new Student { Age = 17};
student = student + 1;
Console.WriteLine(student.Age);

其语法要求是：

方法只能是public和static的
必须要有一个关键字operator
至少一个参数和返回值类型相匹配
某些运算符有要求“成套”，比如重载了==，就必须重载 !=

PS：不是所有运算符都可以重载。具体可查看：可以重载的运算符

运算符重载是一种非常强大的语法，在.NET基本类库中大量的使用！极大的方便了开发人员，优雅了代码！

所以，DateTime和TimeSpan，可以使用：

大于/小于/等于/不等于：
减号：TimeSpan也通常由两个日期相减获得

类型转换重载

和运算符重载非常类似，但额外的引入了隐式（implicit）和显式（explicit）两个关键字：

public static implicit /*explicit*/ operator Student(Bed bed)
{
    return new Student { Bed = bed };
}

类型之间的转换，本来只能发生在“相关”（比如数值、继承关系）类型之间。如果没有类型转换重载，这样的代码是不行的：

Student student = /*(Student)*/new Bed();

类型转换重载也主要应用于.NET的基础类库中，比如：

public static implicit operator ReadOnlySpan<char>(string? value)

Object

复习：J&C：Object / hash值 / equals() / toString() / 装箱拆箱

object是Object的别名/简写。

值/引用类型

简单解释一下：

所有类型都继承自Object
但被分为值类型（Value Type）和引用类型（Reference Type）
所有class定义的都是引用类型（比如：数组Array、String），其他struct/enum定义的都是值类型

Equals()

会判断两个对象是不是值类型：（演示：网站查看源代码）

public /*class*/ struct Bed   //源栈同学的床位
{
    public int Id;

如果是值类型，比较两个对象的值内容（所有字段）相同为true，否则为false

Bed dream = new Bed();
dream.Id = 10;
Bed sleep = new Bed();
sleep.Id = 10;

Console.WriteLine(Object.Equals(dream, sleep));

演示：当Bed为class时的结果

关于==

struct定义的值类型，默认是不支持使用==的。能使用的（比如DateTime），都是因为进行了==的运算符重载！或者本身是数值类型（比如int）或enum。

演示报错：

Console.WriteLine(dream == sleep);

public static bool operator ==(Bed bed1, Bed bed2)
{
    return bed1.Id == bed2.Id;

PS：重载==之后会要求（警告）override Equals()

== 作用于引用类型，同Equals()方法，就比较是否指向同一个对象（除非进行了运算符重载，比如string）

字符串

复习：J&C：字符串：值类型？/ 池 / 常用方法 / StringBuilder / 正则

string是String的别名/简写。

String中重写了运算符==，所以不需要（像Java一样）使用Equals()方法

Console.WriteLine(name == "阿泰");

演示（复习）常用属性方法

可以通过索引器直接通过下标获取字符，不需要先通过ToCharArray()转换：
```
Console.WriteLine(welcome[0]);
```
引入了string.Empty代替""（#体会细节#）
```
if (name == string.Empty)
```

通过静态方法判断null、empty和white

string.IsNullOrEmpty(welcome); 
string.IsNullOrWhiteSpace(name);

方法参数重载，可以接受字符char
```
Console.WriteLine(name.Contains('阿'));
```

字符串格式定义上略有差别

double pai = 3.1415;
Console.WriteLine(string.Format("圆周率为：{0:0.00}……", pai));

但现在更多的是使用内插，上述格式同样适用：

Console.WriteLine($"一起帮·源栈{pai:0.00}");

动态类型（dynamic）

说明：学习这个类型，完全是为了面试需要。^_^

很多时候，dynamic完全和object完全一致，任何类型变量都可以使用dynamic声明。使用dynamic标记的变量可以绕过C#的编译时（注意：仅仅是编译时）的类型检查。

            object o = "986";
            Console.WriteLine(o - 88);       //编译时错误

            dynamic d = "986";
            Console.WriteLine(d - 98);       //绕过了类型检查

但是，dynamic并不意味这变量类型可变，当我们运行d-98时会报出因类型不匹配造成的错误：