4. díl - Typový systém podruhé: Datové typy

C# .NET Základní konstrukce Typový systém podruhé: Datové typy American English version English version

ONEbit hosting Unicorn College Tento obsah je dostupný zdarma v rámci projektu IT lidem. Vydávání, hosting a aktualizace umožňují jeho sponzoři.

V minulé lekci C# kurzu, Proměnné, typový systém a parsování, jsme si ukázali základní datové typy, byly to int, string a float. Nyní se na datové typy podíváme více zblízka a vysvětlíme si, kdy jaký použít. Dnešní lekce bude hodně teoretická, ale o to více bude praktická ta příští. Na konci si vytvoříme pár jednoduchých ukázek.

C# rozeznává dva druhy datových typů, hodnotové a referenční.

Hodnotové datové typy

Proměnné hodnotového datového typu si dokážeme jednoduše představit. Může se jednat např. o číslo nebo znak. V paměti je jednoduše uložena přímo hodnota a my k této hodnotě můžeme z programu přímo přistupovat. Slovo přímo jsem tolikrát nepoužil jen náhodou. V této sekci tutoriálů se budeme věnovat výhradně těmto proměnným.

Celočíselné datové typy

Podívejme se nyní na tabulku všech vestavěných celočíselných datových typů v .NET, všimněte si typu int, který již známe zminule.

Datový typ Rozsah Velikost .NET typ
sbyte -128 až 127 8 bitů System.SByte
byte 0 až 255 8 bitů System.Byte
short -32 768 až 32 767 16 bitů System.Int16
ushort 0 až 65 535 16 bitů System.UInt16
int -2 147 483 648 až 2 147 483 647 32 bitů System.Int32
uint 0 až 4 294 967 295 32 bitů System.UInt32
long -9 223 372 036 854 775 808 až 9 223 372 036 854 775 807 64 bitů System.Int64
ulong 0 až 18 446 744 073 709 551 615 64 bitů System.UInt64

Poznámka: všechna ta šílené čísla z této tabulky si pamatovat nemusíte, téměř vždy vám pomůže ve Visual Studiu nástroj IntelliSense, který když budete psát ten datový typ a počkáte ukáže nad ním bublinu:

Nástroj Intellisense ve Visual Studio

Případně v dokumentaci dodávané k Visual studiu to najdete podrobněji. Do dokumentace se dostanete, když napíšete konkrétní datový typ, označíte jej a stisknete F1.

Asi vás napadá otázka, proč máme tolik možných typů pro uložení čísla. Odpověď je prostá, záleží na jeho velikosti. Čím větší číslo, tím více spotřebuje paměti. Pro věk uživatele tedy zvolíme byte, protože se jistě nedožije více, než 255 let. Představte si databázi milionu uživatelů nějakého systému, když zvolíme místo byte int, bude zabírat 4x více místa. Naopak když budeme mít funkci k výpočtu faktoriálu, stěží nám bude stačit rozsah integeru a použijeme long.

Všimněte si, že některé typy začínají na u. Jsou téměř stejné, jako jejich dvojníci bez u, jen neumožňují záporné hodnoty a tím pádem na kladnou část mohou uložit 2x vyšší hodnotu. Těmto typům se říká unsigned, klasickým signed.

.NET typ je název dané struktury v .NET knihovnách. My používáme tzv. aliasy, aby byla práce jednodušší, ve skutečnosti si C# kód:

int a = 10;

přebere jako:

System.Int32 a = 10;

My budeme samozřejmě používat aliasy, od toho tam jsou :)

Nad výběrem datového typu nemusíte moc přemýšlet a většinou se používá jednoduše int. Typ řešte pouze v případě, když jsou proměnné v nějakém poli (obecně kolekci) a je jich tedy více, potom se vyplatí zabývat se paměťovými nároky. Tabulky sem dávám spíše pro úplnost. Mezi typy samozřejmě funguje již zmíněná implicitní konverze, tedy můžeme přímo přiřadit int do proměnné typu long a podobně, aniž bychom něco konvertovali.

Desetinná čísla

U desetinných čísel je situace poněkud jednodušší, máme na výběr pouze dva datové typy. Samozřejmě se liší opět v rozsahu hodnoty, dále však ještě v přesnosti (vlastně počtu des. míst). Double má již dle názvu dvojnásobnou přesnost oproti float.

Datový typ Rozsah Přesnost .NET typ
float +-1.5 * 10−45 až +-3.4 * 1038 7 čísel System.Single
double +-5.0 * 10−324 až +-1.7 * 10308 15-16 čísel System.Double

Pozor, vzhledem k tomu, že desetinná čísla jsou v počítači uložena ve dvojkové soustavě, dochází k určité ztrátě přesnosti. Odchylka je sice téměr zanedbatelná, nicméně když budete programovat např. finanční systém, nepoužívejte tyto dat. typy pro uchování peněz, mohlo by dojít k malým odchylkám.

Když do floatu chceme dosadit přímo ve zdrojovém kódu, musíme použít sufix F, u double sufix D (u double ho můžeme vypustit, jelikož je výchozí desetinný typ):

float f = 3.14F;
double d = 2.72;

Jako desetinný separátor používáme ve zdrojovém kódu vždy tečku, nehledě na to, jaké máme ve Windows regionální nastavení.

Další vestavěné datové typy

Podívejme se na další datové typy, které nám .NET nabízí:

Datový typ Rozsah Velikost/Přesnost .NET typ
char U+0000 až U+ffff 16 bitů System.Char
decimal +-1.0 * 10−28 až +-7.9 * 1028 28-29 čísel System.Decimal
bool true nebo false 8 bitů System.Boolean
Char

Char nám reprezentuje jeden znak, narozdíl od stringu, který reprezentoval celý řetězec charů. Znaky v C# píšeme do apostrofů:

char c = 'A';

Char patří v podstatě do celočíselných proměnných (obsahuje číselný kód znaku), ale přišlo mi logičtější uvést ho zde. Char nám vrací např. metoda Console.ReadKey();

Decimal

Typ decimal řeší problém ukládání desetinných čísel v binární podobě, ukládá totiž číslo vnitřně podobně, jako text. Používá se tedy pro uchování peněžních hodnot. Ke všem dalším matematickým operacím s des. čísly použijeme float nebo double. K zápisu decimal hodnoty opět používáme sufix m:

decimal m = 3.14159265358979323846m;
Bool

Bool nabývá dvou hodnot: true (pravda) a false (nepravda). Budeme ho používat zejména tehdy, až se dostaneme k podmínkám. Do proměnné typu bool lze uložit jak přímo hodnotu true/false, tak i logický výraz. Zkusme si jednoduchý příklad:

bool b = false;
bool vyraz = (15 > 5);
Console.WriteLine(b);
Console.WriteLine(vyraz);
Console.ReadKey();

Výstup programu:

Konzolová aplikace
False
True

Výrazy píšeme do závorek. Vidíme, že výraz nabývá hodnoty true (pravda), protože 15 je opravdu větší než 5. Od výrazů je to jen krok k podmínkám, na ně se podíváme příště.

Referenční datové typy

K referenčním typům se dostaneme až u objektově orientovaného programování, kde si také vysvětlíme zásadní rozdíly. Zatím budeme pracovat jen s tak jednoduchými typy, že rozdíl nepoznáme. Spokojíme se s tím, že referenční typy jsou složitější, než ty hodnotové. Jeden takový typ již známe, je jím string. Možná vás napadá, že string nemá nijak omezenou délku, je to tím, že s referenčními typy se v paměti pracuje jinak.

String má na sobě řadu opravdu užitečných metod. Některé si teď probereme a vyzkoušíme:

String
StartsWith() EndsWith() a Contains()

Můžeme se jednoduše zeptat, zda řetězec začíná, končí nebo zda obsahuje určitý podřetězec (substring). Podřetězcem myslíme část původního řetězce. Všechny tyto metody budou jako parametr brát samozřejmě podřetězec a vracet hodnoty typu Bool (true/false). Zatím na výstup neumíme reagovat, ale pojďme si ho alespoň vypsat:

string s = "Krokonosohroch";
Console.WriteLine(s.StartsWith("krok"));
Console.WriteLine(s.EndsWith("hroch"));
Console.WriteLine(s.Contains("nos"));
Console.WriteLine(s.Contains("roh"));
Console.ReadKey();

Výstup programu:

Konzolová aplikace
False
True
True
False

Vidíme, že vše funguje podle očekávání. První výraz samozřejmě neprošel díky tomu, že řetězec ve skutečnosti začíná velkým písmenem.

ToUpper() a ToLower()

Rozlišování velkých a malých písmen může být někdy na obtíž. Mnohdy se budeme potřebovat zeptat na přítomnost podřetězce tak, aby nezáleželo na velikosti písmen. Situaci můžeme vyřešit pomocí metod ToUpper() a ToLower(), které vrací řetězec ve velkých a v malých písmenech. Uveďme si reálnější příklad než je Krokonosohroch. Budeme mít v proměnné řádek konfiguračního souboru, kterou psal uživatel. Jelikož se na vstupy od uživatelů nelze spolehnout, musíme se snažit eliminovat možné chyby, zde např. s velkými písmeny.

string konfig = "Fullscreen shaDows autosave";
konfig = konfig.ToLower();
Console.WriteLine("Poběží hra ve fullscreenu?");
Console.WriteLine(konfig.Contains("fullscreen"));
Console.WriteLine("Budou zapnuté stíny?");
Console.WriteLine(konfig.Contains("shadows"));
Console.WriteLine("Přeje si hráč vypnout zvuk?");
Console.WriteLine(konfig.Contains("nosound"));
Console.WriteLine("Přeje si hráč hru automaticky ukládat?");
Console.WriteLine(konfig.Contains("autosave"));
Console.ReadKey();

Výstup programu:

Konzolová aplikace
Poběží hra ve fullscreenu?
True
Budou zapnuté stíny?
True
Přeje si hráč vypnout zvuk?
False
Přeje si hráč hru automaticky ukládat?
True

Vidíme, že jsme schopni zjistit přítomnost jednotlivých slov v řetězci tak, že si nejprve řetězec převedeme celý na malá písmena (nebo na velká) a potom kontrolujeme přítomnost slova jen malými (nebo velkými) písmeny. Takhle by mimochodem mohlo opravdu vypadat jednoduché zpracování nějakého konfiguračního skriptu.

Trim(), TrimStart() a StrimEnd()

Problémem ve vstupech od uživatele může být i diakritika, ale C# naštěstí pracuje plně v UTF-8, nestane se nám tedy, že by se diakritika nějak zkomolila. Další nástrahou mohou být mezery a obecně všechny tzv. bílé znaky, které nejsou vidět, ale mohou nám uškodit. Obecně může být dobré trimovat všechny vstupy od uživatele, můžeme trimovat buď celý řetězec nebo jen bílé znaky před ním a za ním. Prozradím, že při parsovacích funkcích C# trimuje zadaný řetězec automaticky, než s ním začne pracovat. Zkuste si v následující aplikaci před číslo a za číslo zadat několik mezer:

Console.WriteLine("Zadejte číslo:");
string s = Console.ReadLine();
Console.WriteLine("Zadal jste text: " + s);
Console.WriteLine("Text po funkci trim: " + s.Trim());
int a = int.Parse(s);
Console.WriteLine("Převedl jsem zadaný text na číslo parsováním, zadal jste: " + a);
Console.ReadKey();
Replace()

Asi nejdůležitější metodou na stringu je nahrazení určité jeho části jiným textem. Jako parametry zadáme dva podřetězce, jeden co chceme nahrazovat a druhý ten, kterým to chceme nahradit. Metoda vrátí nový string, ve kterém proběhlo nahrazení. Když daný podřetězec metoda nenajde, vrátí původní řetězec. Zkusme si to:

string s = "Java je nejlepší!";
s = s.Replace("Java", "C#");
Console.WriteLine(s);
Console.ReadKey();

Výstup programu:

Konzolová aplikace
C# je nejlepší!
Format()

Format() je velmi užitečná metoda, která nám umožňuje vkládat do samotného textového řetězce zástupné značky. Ty jsou reprezentovány jako číslo ve složených závorkách, prvním číslem je 0. Jako další parametry metody následují v tomto pořadí proměnné, které se mají do textu místo značek vložit. Všimněte si, že se metoda nevolá na konkrétní proměnné (přesněji instanci, viz další díly), ale přímo na typu string.

int a = 10;
int b = 20;
int c = a + b;
string s = string.Format("Když sečteme {0} a {1}, dostaneme {2}", a, b, c);
Console.WriteLine(s);
Console.ReadKey();

Výstup programu:

Konzolová aplikace
Když sečteme 10 a 20, dostaneme 30

Konzole sama umí přijímat text v takovémto formátu, můžeme tedy napsat:

int a = 10;
int b = 20;
int c = a + b;
Console.WriteLine("Když sečteme {0} a {1}, dostaneme {2}", a, b, c);
Console.ReadKey();

Toto je velmi užitečná a přehledná cesta, jak sestavovat řetězce, a určitě se ji vyplatí mnohdy použít místo běžné konkatenace pomocí operátoru "+", pokud nebazírujeme na vysoké rychlosti.

PadLeft() a PadRight()

Jako poslední si zmíníme metody, které nám k textu naopak mezery přidají :) K čemu to je dobré? Představte si, že máme 100 proměnných a budeme je chtít uspořádat do tabulky. Text upravíme pomocí metody PadRight() s parametrem šířky sloupce, tedy např. 20 znaků. Pokud bude mít text jen 12 znaků, vypíše se před něj 8 mezer, aby měl velikost 20. Obdobně metoda PadLeft() by vypasala 8 mezer za něj. Jelikož nemáme znalosti k vytvoření takové tabulky, budeme si metody jen pamatovat a vyzkoušíme si je dále v seriálu.

Vlastnost Length

Poslední, ale nejdůležitější vlastnost (pozor, ne metoda) je Length, tedy délka. Vrací celé číslo, které představuje počet znaků v řetězci. Za vlastnosti nepíšeme závorky, protože nemají parametry.

Console.WriteLine("Zadejte vaše jméno:");
string jmeno = Console.ReadLine();
Console.WriteLine("Délka vašeho jména je: {0}", jmeno.Length);
Console.ReadKey();

Je toho ještě spoustu k vysvětlování a jsou další datové typy, které jsme neprobrali. Abychom však stále neprobírali jen teorii, ukážeme si již v příští lekci, Podmínky (větvení), podmínky a později cykly, potom bude naše programátorská výbava dostatečně velká k tomu, abychom tvořili zajímavé programy :)


 

 

Článek pro vás napsal David Čápka
Avatar
Jak se ti líbí článek?
90 hlasů
Autor pracuje jako softwarový architekt a pedagog na projektu ITnetwork.cz (a jeho zahraničních verzích). Velmi si váží svobody podnikání v naší zemi a věří, že když se člověk neštítí práce, tak dokáže úplně cokoli.
Unicorn College Autor se informační technologie naučil na Unicorn College - prestižní soukromé vysoké škole IT a ekonomie.
Miniatura
Všechny články v sekci
Základní konstrukce jazyka C#
Miniatura
Následující článek
Cvičení k 4. lekci C# .NET
Aktivity (9)

 

 

Komentáře
Zobrazit starší komentáře (89)

Avatar
Karel Chaloupský:17.9.2017 14:30

Stejně tak tohle:

Console.WriteLine("napište vaše jméno:");
string jmeno = Console.ReadLine();
Console.WriteLine("Délka vašeho jména je:{0}"; jmeno.Length);
Console.ReadKey();

Můžes zapsat jednodušeji takhle :

Console.WriteLine("napište vaše jméno:");
string jmeno = Console.ReadLine();
Console.WriteLine($"Délka vašeho jména je:{jmeno.Length}");
Console.ReadKey();
 
Odpovědět 17.9.2017 14:30
Avatar
Petr Husnaj
Člen
Avatar
Petr Husnaj:18.10.2017 9:23

Chtěl bych zdůraznit, že programování online otevřelo úplně nové možnosti pro lidi kteří mají hodně pomalý počítač.

 
Odpovědět 18.10.2017 9:23
Avatar
Jirka Kouba
Člen
Avatar
Jirka Kouba:26.10.2017 20:45

Jak se vkládá do boolu nějaká proměnná? Snažím se o to, aby se mi do ní načetla proměnná s.
Děkuji za pomoc.
float s = 15;
bool vyraz = (s = 10 + 5);
Console.Write­Line(vyraz);
Console.ReadLine();

 
Odpovědět 26.10.2017 20:45
Avatar
gcx11
Redaktor
Avatar
Odpovídá na Jirka Kouba
gcx11:26.10.2017 21:10

Použij na porovnání dvě rovnítka

 
Odpovědět 26.10.2017 21:10
Avatar
Jirka Kouba
Člen
Avatar
Odpovídá na gcx11
Jirka Kouba:26.10.2017 21:13

Takže (=) jako matematická operace je (==) ?
Díky za pomoc

 
Odpovědět 26.10.2017 21:13
Avatar
gcx11
Redaktor
Avatar
Odpovídá na Jirka Kouba
gcx11:26.10.2017 21:55

Mám dvě čísla a a b.

Přiřazení

b = 5;

vrací přiřazenou hodnotu, takže můžeš přiřazovat více hodnot:

a = b = 5;

a když bys to měl v podmínce:

if (a = b)

tak by to znamenalo: "když platí b", což nedává moc smysl.

Proto na rozlišení existuje operátor na porovnání, který vrací bool:

if (a == b)

což je to samé jako

if (true)

nebo

if (false)

podle toho, jestli se hodnoty rovnají nebo ne.

Editováno 26.10.2017 21:57
 
Odpovědět  +1 26.10.2017 21:55
Avatar
Jan Procházka:15.11.2017 16:31

Ještě bych rozvinul gcx11ovu odpověď. Dříve bylo možné provádět levostranné a pravostranné přiřazení příkazy

a:=b; // do proměnné a přiřaď hodnotu b
a=:b; // do proměnné b přiřaď hodnotu a

a zápis a=b způsoboval chybu. Předpokádám, že se vesměs používalo přiřazení a:=b a tak se od této možnosti upustilo ve prospěch (kratšího) zápisu a=b nesoucího právě význam a:=b.

zápis a==b byl od počátku logický operátor a nebyl důvod ho měnit. To, že je tvořený dvěma znaky také umožňuje jednoduchou mnemotechnickou pomůcku - dvě slova, dva odpovídající znaky...

a==b // (pravda pokud) a je rovno b
a!=b // (pravda pokud) a není rovno b
a~=b // (pravda pokud) a není rovno b - zápis v Matlabu, například

a=b // a budiž (rovno) b

 
Odpovědět 15.11.2017 16:31
Avatar
Jan Procházka:15.11.2017 16:49

Myslím, že jednodušší a srozumitelnější řešení je buď:

while(zrychle­ni<mez)
{
// kód cyklu
}

To v případě, že chceme, aby cyklus probíhal dokud zrychlení není větší, nebo rovno, zadané mezi. V nejhorším případě se stane, že se cyklus kvůli zaokrouhlovací chybě zastaví o jeden krok později.

Pokud chceš zastavit cyklus jen v okamžiku, kdy je zrychlení rovno dané mezi, tedy aby běžel pokud je zrychlení větší nebo menší než daná mez tak bych použil podmínku:

while(Abs(zrychleni-mez)<SpravneMa­leCislo)
{
// kód cyklu
}

 
Odpovědět 15.11.2017 16:49
Avatar
Lukáš Kaleta:7.12.2017 21:19

Super, diky moc :)

 
Odpovědět 7.12.2017 21:19
Avatar
Ladik Šotik
Člen
Avatar
Ladik Šotik:8.12.2017 18:04

no tak tento diel je už poriadny pretlak :D clovek sa v tom zacina pomaly stracat :D zahltenie informaciami na 100% outofmemory :D, ale zatial to nevzdavam zacal som vcera a dneska si klido pido pokracujem... som zvedavy ake priklady k tomu budu...

 
Odpovědět 8.12.2017 18:04
Děláme co je v našich silách, aby byly zdejší diskuze co nejkvalitnější. Proto do nich také mohou přispívat pouze registrovaní členové. Pro zapojení do diskuze se přihlas. Pokud ještě nemáš účet, zaregistruj se, je to zdarma.

Zobrazeno 10 zpráv z 99. Zobrazit vše