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= C#类型转换 =

'''类型转换'''是C#编程中将一个数据类型转换为另一个数据类型的过程。由于C#是强类型语言，变量在声明时必须指定类型，且通常只能存储该类型的值。但在实际编程中，经常需要将一种类型的值转换为另一种类型，这时就需要使用类型转换。类型转换分为'''隐式转换'''和'''显式转换'''两种。

== 隐式类型转换 ==
隐式类型转换是编译器自动执行的转换，不需要程序员显式指定。这种转换通常是安全的，因为不会导致数据丢失。

=== 示例 ===
<syntaxhighlight lang="csharp">
int myInt = 9;
double myDouble = myInt;  // 隐式转换

Console.WriteLine(myInt);     // 输出: 9
Console.WriteLine(myDouble);  // 输出: 9.0
</syntaxhighlight>

=== 隐式转换规则 ===
隐式转换通常发生在以下情况：
* 从较小范围类型向较大范围类型转换（如int到long）
* 从派生类向基类转换
* 从较低精度类型向较高精度类型转换（如float到double）

== 显式类型转换 ==
显式类型转换需要程序员明确指定，通常使用强制转换运算符'''()'''。这种转换可能导致数据丢失或运行时异常。

=== 示例 ===
<syntaxhighlight lang="csharp">
double myDouble = 9.78;
int myInt = (int)myDouble;  // 显式转换

Console.WriteLine(myDouble);  // 输出: 9.78
Console.WriteLine(myInt);     // 输出: 9
</syntaxhighlight>

=== 显式转换的风险 ===
显式转换可能导致：
* 数据丢失（如浮点数转整数时丢失小数部分）
* 溢出（如大整数转小整数）
* 无效转换异常（如不兼容类型转换）

== 转换方法 ==
C#提供了几种内置的类型转换方法：

=== Convert类 ===
System.Convert类提供了多种静态方法用于类型转换：
<syntaxhighlight lang="csharp">
string strNumber = "123";
int number = Convert.ToInt32(strNumber);
Console.WriteLine(number);  // 输出: 123
</syntaxhighlight>

=== Parse和TryParse方法 ===
所有基本类型都提供了Parse和TryParse方法：
<syntaxhighlight lang="csharp">
string strNumber = "123";
int number = int.Parse(strNumber);  // 如果转换失败会抛出异常
Console.WriteLine(number);  // 输出: 123

string strInvalid = "abc";
bool success = int.TryParse(strInvalid, out int result);
Console.WriteLine(success);  // 输出: False
</syntaxhighlight>

=== 装箱和拆箱 ===
值类型和引用类型之间的转换：
<syntaxhighlight lang="csharp">
int val = 100;
object obj = val;  // 装箱
int unboxed = (int)obj;  // 拆箱
</syntaxhighlight>

== 自定义类型转换 ==
可以通过重载运算符或实现接口来自定义类型转换：

=== 运算符重载 ===
<syntaxhighlight lang="csharp">
public class Celsius
{
    public float Degrees { get; set; }
    
    public static explicit operator Fahrenheit(Celsius c)
    {
        return new Fahrenheit { Degrees = c.Degrees * 9 / 5 + 32 };
    }
}

public class Fahrenheit
{
    public float Degrees { get; set; }
}

// 使用
Celsius c = new Celsius { Degrees = 100 };
Fahrenheit f = (Fahrenheit)c;  // 显式转换
</syntaxhighlight>

== 类型转换图表 ==
<mermaid>
graph TD
    A[类型转换] --> B[隐式转换]
    A --> C[显式转换]
    B --> D[自动安全转换]
    C --> E[强制转换]
    C --> F[Convert类]
    C --> G[Parse/TryParse]
    C --> H[装箱/拆箱]
    C --> I[自定义转换]
</mermaid>

== 实际应用案例 ==
=== 案例1：用户输入处理 ===
处理用户输入时通常需要将字符串转换为其他类型：
<syntaxhighlight lang="csharp">
Console.Write("请输入您的年龄: ");
string input = Console.ReadLine();
if (int.TryParse(input, out int age))
{
    Console.WriteLine($"您的年龄是: {age}");
}
else
{
    Console.WriteLine("输入无效，请输入数字");
}
</syntaxhighlight>

=== 案例2：数值计算 ===
在不同数值类型间进行计算时需要类型转换：
<syntaxhighlight lang="csharp">
int a = 5;
double b = 2.5;
double result = a + b;  // a被隐式转换为double
Console.WriteLine(result);  // 输出: 7.5
</syntaxhighlight>

== 常见问题与陷阱 ==
* '''精度丢失''': 将浮点数转换为整数时会丢失小数部分
* '''溢出''': 大范围类型转换为小范围类型可能导致数据溢出
* '''无效转换''': 尝试转换不兼容类型会抛出InvalidCastException
* '''空引用''': 拆箱null值会抛出NullReferenceException

== 最佳实践 ==
1. 尽可能使用TryParse而不是Parse来避免异常
2. 进行显式转换前检查值是否在目标类型范围内
3. 对于自定义类型，考虑实现IConvertible接口
4. 在可能丢失精度时添加注释说明
5. 使用is和as运算符进行安全的引用类型转换

== 数学表示 ==
类型转换可以表示为函数：
<math>T_2 = f(T_1)</math>
其中：
* <math>T_1</math>是源类型
* <math>T_2</math>是目标类型
* <math>f</math>是转换函数

对于数值类型转换，可以表示为：
<math>y = \begin{cases} 
x & \text{如果 } x \text{ 在 } T_2 \text{ 范围内} \\
\text{截断/舍入}(x) & \text{否则}
\end{cases}</math>

== 总结 ==
C#类型转换是编程中的基础但重要概念。理解不同类型的转换方式及其适用场景，可以帮助编写更健壮、更高效的代码。记住隐式转换是安全的但有限制，显式转换更灵活但有风险，而内置的转换方法提供了更多选项和安全性。在实际编程中，应根据具体需求选择最合适的转换方式。

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