在 C# 中创建类型

2025-04-18

本教程教你如何在 C# 中创建类型。你将编写少量的代码，然后编译并运行这些代码。本教程包含一系列探索 C# 中不同类型的课程。这些课程介绍了 C# 语言的基础知识。

小提示

当代码片段块包含“运行”按钮时，该按钮会打开交互式窗口，或替换交互式窗口中的现有代码。如果代码段不包含“运行”按钮，则可以复制代码并将其添加到当前交互式窗口中。

前面的教程使用的是文本和数字。字符串和数字是简单类型：它们各自存储一个值。随着程序规模的扩大，需要使用更为复杂的数据结构。在需要具有更多字段、属性或行为的数据结构时，C# 提供了可以定义的不同类型。现在开始探讨这些类型。

元组

元组是具有固定长度的有序数值序列。元组的每个元素都有一个类型和一个可选名称。以下代码声明了一个表示二维点的元组。选择“运行”按钮，将以下代码粘贴到交互式窗口并运行。

var pt = (X: 1, Y: 2);

var slope = (double)pt.Y / (double)pt.X;
Console.WriteLine($"A line from the origin to the point {pt} has a slope of {slope}.");

小提示

在探索 C#（或任何编程语言）的过程中，可能会在编写代码时犯错。 编译器会发现这些错误并向你报告。如果输出中包含错误消息，请仔细查看示例代码和交互式窗口中的代码，以了解应如何纠正。该练习有助于学习 C# 代码的结构。

可以重新分配元组中的任何成员。在交互式窗口中现有代码后添加以下代码。再次按“运行”以查看结果。

pt.X = pt.X + 5;
Console.WriteLine($"The point is now at {pt}.");

还可以使用 with 表达式来创建一个新元组，它是原始元组的修改副本。在交互式窗口中的代码后添加以下代码，然后按“运行”查看结果：

var pt2 = pt with { Y = 10 };
Console.WriteLine($"The point 'pt2' is at {pt2}.");

元组 pt2 包含 pt 的 X 值 (6)，而 pt2.Y 是 10。

元组是结构类型。换言之，元组类型没有 string 或 int 这样的名称。元组类型由成员数（称为 arity）和这些成员的类型定义。成员姓名是为了方便起见。即使成员具有不同的名称，也可以将元组赋值给具有相同算式和类型的元组。可以在交互式窗口中已编写的代码后添加以下代码并尝试：

var subscript = (A: 0, B: 0);
subscript = pt;
Console.WriteLine(subscript);

变量 subscript 有两个成员，两者均为整数。 subscript 和 pt 表示同一元组类型的实例：包含 2 个 int 成员的元组。

元组很容易创建：可以声明多个用括号括起来的成员。以下所有元组都声明了不同的元数和成员类型。添加以下代码以创建新的元组类型：

var namedData = (Name: "Morning observation", Temp: 17, Wind: 4);
var person = (FirstName: "", LastName: "");
var order = (Product: "guitar picks", style: "triangle", quantity: 500, UnitPrice: 0.10m);

元组很容易创建，但功能有限。元组类型没有名称，因此无法向值集传达含义。元组类型不能添加行为。当类型定义了行为时，C# 还可以创建其他类型。

创建记录类型

如果需要在同一结构中使用多个值，元组是个不错的选择。它们很轻量，并且可以在使用时进行声明。在程序运行过程中，可能会发现整个代码都在使用相同的元组类型。如果应用确实在二维图形空间中运行，那么表示点的元组可能很常见。找到这些值后，就可以声明一个 record 类型来存储这些值，并提供更多的功能。下面的代码示例使用 Main 方法表示程序的入口点。这样，就可以在代码的入口点之前声明一个 record 类型。按以下代码上的“运行”按钮，用以下代码替换现有样本。

警告

不要复制和粘贴。要运行以下示例，必须重置交互式窗口。如果出错，窗口就会挂起，需要刷新页面才能继续。

以下代码声明并使用 record 类型来表示 Point，然后在 Main 方法中使用该 Point 结构：

public record Point(int X, int Y);

public static void Main()
{
    Point pt = new Point(1, 1);
    var pt2 = pt with { Y = 10 };
    Console.WriteLine($"The two points are {pt} and {pt2}");
}

record 声明是 Point 类型的一行代码，它将 X 和 Y 值存储在只读属性中。只要使用该类型，就必须使用 Point 名称。正确命名的类型（如 Point）会提供有关如何使用该类型的信息。 Main 方法介绍了如何使用 with 表达式来创建一个新点，该点是现有点的修改副本。 pt2 = pt with { Y = 10 } 行中写道：“除了 Y 被赋值为 10 之外，pt2 的值与 pt 相同”。可以在一个 with 表达式中添加任意数量要更改的属性。

与所有 C# 语句一样，前面的 record 声明是一行以 ; 结尾的代码。可以通过声明成员为 record 类型添加行为。记录成员可以是一个函数，也可以是多个数据元素。一个类型的成员在类型声明中，位于 { 和 } 字符之间。用以下代码替换你所做的记录声明：

public record Point(int X, int Y)
{
    public double Slope() => (double)Y / (double)X;
}

然后，在 Main 方法中包含 with 表达式的行之后添加以下代码：

double slope = pt.Slope();
Console.WriteLine($"The slope of {pt} is {slope}");

你为代表 X 和 Y 值的元组添加了格式。你让它成为一个 record，定义了一个命名的类型，并包含了一个计算斜率的成员。 record 类型是 record class 的简写：包含额外行为的 class 类型。也可以修改 Point 类型，使其成为 record struct：

public record struct Point(int X, int Y)
{
    public double Slope() => (double) Y / (double) X;
}

record struct 是一种 struct 类型，包含添加到所有 record 类型中的额外行为。

结构、类和接口类型

C# 中的所有命名类型都是 class 或 struct 类型。 class 是引用类型。 struct 是一个值类型。值类型的变量在内存中内联存储实例的内容。换言之，record struct Point 存储了两个整数：X 和 Y。引用类型的变量存储指向实例存储空间的引用或指针。换言之，record class Point 存储的是对内存块的引用，该内存块保存了 X 和 Y 的值。

实际上，这意味着值类型在分配时会被复制，但类实例的副本就是引用的副本。复制的引用指向同一个点的实例，X 和 Y 的存储空间相同。

record 修改器指示编译器为你编写多个成员。可以在基础知识部分的记录类型一文中了解更多信息。

在声明一个 record 类型时，你就声明了自己的类型应该使用一组默认行为来进行等价比较、赋值和复制该类型的实例。当存储相关数据是你的类型的主要责任时，记录是最好的选择。在添加更多行为时，请考虑使用 struct 或 class 类型，而不使用 record 修饰符。

当需要更复杂的行为时，可以使用 struct 类型作为值类型，但其主要职责是存储值。可以使用 class 类型来使用面向对象的习语，如封装、继承和多态性。

还可以定义 interface 类型来声明不同类型必须实现的行为合约。 struct 和 class 类型都可以实现接口。

你通常会在大型程序和程序库中使用所有这些类型。在安装 .NET SDK 后，可以使用基础知识部分的类教程来探索这些类型。

你已完成“在 C# 中创建类型”交互式教程。可选择分支和循环链接开始下一个交互式教程，或者可访问 .NET 站点下载 .NET SDK，在计算机上创建项目，并继续编码。请通过“后续步骤”部分返回到这些教程。

可以在以下文章中了解有关 C# 中类型的详细信息：

通过

在 C# 中创建类型

元组

创建记录类型

结构、类和接口类型

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