一、為什么使用變量

????????計算機程序本質上是對數據的操作，數字、文字、圖片等在計算機中都屬于數據。而變量，就是數據在計算機內存中的 “棲息地”。我們可以把變量想象成一個個小盒子，這些盒子能存放各種數據，需要時還能隨時取出。

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二、變量的聲明與使用

（一）聲明變量

????????聲明變量需要明確指定類型和變量名，基本格式為<type> <name>;?。這里的type代表變量的數據類型，就像是不同規格的盒子，決定了能裝什么數據；name則是變量的名字，方便我們在程序中找到對應的 “盒子”。例如：

int score;  // 聲明一個整數類型的變量score，用于存儲分數
string message;  // 聲明一個字符串類型的變量message，可存放文本信息

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（二）數據類型

整型

類型名稱	別名	取值范圍	說明	示例
sbyte	System.SByte	-128 到 127	有符號的 8 位整數，適用于存儲較小范圍的整數，節省內存空間	sbyte smallNumber = -5;
byte	System.Byte	0 到 255	無符號的 8 位整數，常用于表示無符號的小整數，如顏色分量、索引等	byte redColor = 255;
short	System.Int16	-32768 到 32767	有符號的 16 位整數，比 sbyte 能表示的范圍更大，適用于一些中等范圍的整數計算	short score = 1000;
ushort	System.UInt16	0 到 65535	無符號的 16 位整數，適用于表示無符號的中等大小整數，如一些特定的計數器	ushort itemCount = 50000;
int	System.Int32	-2147483648 到 2147483647	最常用的整數類型，適用于大多數整數運算場景，是默認的整數類型	int age = 25;
uint	System.UInt32	0 到 4294967295	無符號的 32 位整數，用于表示無符號的較大整數，如文件大小（以字節為單位）等	uint fileSize = 1024 * 1024;
long	System.Int64	-9223372036854775808 到 9223372036854775807	有符號的 64 位整數，適用于需要表示極大范圍整數的場景，如時間戳（以毫秒為單位）	long timestamp = 1672531200000;
ulong	System.UInt64	0 到 18446744073709551615	無符號的 64 位整數，用于表示無符號的極大整數，在處理一些超大數量級的數據時使用	ulong largeNumber = 1000000000000000000;

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浮點型

類型名稱	別名	精度	說明	示例
float	System.Single	約 7 位小數	單精度浮點數，占用 4 字節內存，適用于對精度要求不高，且需要節省內存空間的場景	float piApprox = 3.1415927f;
double	System.Double	約 15 - 17 位小數	雙精度浮點數，占用 8 字節內存，精度較高，適用于大多數需要精確小數計算的場景	double eValue = 2.718281828459045;

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非數值型

類型名稱	別名	允許的值	說明	示例
char	System.Char	一個 Unicode 字符（存儲 0 - 65535 之間的整數）	用于表示單個字符，包括字母、數字、符號、漢字等	char letter = 'A';?char symbol = '@';?char chineseChar = '中';
bool	System.Boolean	true 或 false	布爾類型，用于邏輯判斷，在條件語句、循環語句等中經常使用	bool isLoggedIn = true;?bool isEven = (5 % 2 == 0);
string	System.String	一組字符	用于存儲文本信息，是一個字符數組的封裝，提供了豐富的字符串操作方法	string greeting = "Hello, World!";?string sentence = "This is a test string.";

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（三）命名約定

????????變量命名要遵循標識符命名規則，采用 Camel 命名法，即首字母小寫，后續單詞首字母大寫。這樣命名能讓代碼結構更清晰，可讀性更強。例如，用userName表示用戶名，userAge表示用戶年齡，一看就知道變量的含義。

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（四）變量的賦值與初始化

變量聲明后，需要賦值才能使用。可以先聲明再賦值：

int num;
num = 10;

也可以在聲明時直接賦值：

int num = 10;

????????首次給變量賦值的操作就是初始化。在使用變量前必須初始化，否則會報錯，就像從空盒子里取東西，肯定是不行的。

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（五）多變量聲明和賦值

一條語句可以聲明多個相同類型的變量，如：

string color1, color2, color3;

聲明時還能對部分或全部變量初始化：

int num1 = 1, num2 = 2, num3;

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三、字面值、轉義字符與特殊字符

（一）字面值

????????字面值用于表示文本和數字，像5、"Hello"都是字面值。5是整數型字面值，"Hello"是字符串字面值。

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（二）轉義字符

????????轉義字符是具有特殊功能的字符，以反斜杠\開頭。比如\'表示單引號，\"表示雙引號，\n表示換行，\t表示水平制表符。在字符串中使用轉義字符，能實現特殊格式的輸出。

string text = "He said, \"Hello!\"";  // 輸出：He said, "Hello!"

轉義序列	產生的字符	Unicode 值	用途示例
\'	單引號	0x0027	用于在字符串中表示單引號，如string str1 = 'It\'s a book.';
\"	雙引號	0x0022	在字符串中包含雙引號，例如string str2 = "He said, \"Hello!\"";
\\	反斜杠	0x005C	表示路徑時很有用，如string path = "C:\\Program Files\\Example";
\0	空字符	0x0000	常用于表示字符串的結束（在一些特定場景），C# 中字符串本身有更明確的結束標識，但在某些與其他語言交互或底層操作時會用到
\a	警告（產生蜂鳴）	0x0007	在控制臺應用程序中可觸發系統提示音（部分系統有效），如Console.Write("\a");?可能會讓計算機發出一聲提示音
\b	退格	0x0008	在文本輸出中實現退格效果（刪除前一個字符位置的內容），不過在普通控制臺輸出中效果不太直觀，在一些特定文本處理場景使用
\f	換頁	0x000C	在打印或處理文檔格式時，用于表示換頁操作，在控制臺應用中較少使用
\n	換行	0x000A	使文本在輸出時換行，例如Console.WriteLine("第一行\n第二行");
\r	回車	0x000D	將光標移到當前行的開頭，常與\n結合使用模擬完整的換行操作，如Console.Write("Hello\r\nWorld");
\t	水平制表符	0x0009	在文本中插入一個水平制表位，用于對齊文本，如Console.WriteLine("Name\tAge"); Console.WriteLine("Alice\t25");
\v	垂直制表符	0x000B	在一些文本布局中用于垂直方向的制表定位，在控制臺應用中不常用

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（三）Unicode 值與轉義字符

????????Unicode 是一種字符編碼標準，每個字符都對應一個 16 進制數字。可以用\u加上十六進制值來表示字符，也能表示轉義字符。例如：

string message = "I\u0027m happy.";  // 等價于 "I'm happy."

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（四）@符號的作用

????????在字符串前加@符號，除雙引號外，字符串中的轉義字符將不被識別。它有兩個常見用途：一是讓字符串跨多行書寫；二是表示文件路徑時更直觀。

// 正常字符串表示路徑，需要轉義反斜杠
string path1 = "c:\\program files\\example\\file.txt";
// 使用@符號，無需轉義反斜杠
string path2 = @"c:\program files\example\file.txt";// 跨多行字符串
string multiLineText = @"This is a 
multi - line
string.";

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四、表達式與運算符

（一）表達式的構成

????????把變量、字面值和運算符組合起來就是表達式。運算符是對操作數進行運算的符號，根據操作數的數量，運算符分為一元運算符（處理一個操作數）、二元運算符（處理兩個操作數）和三元運算符（處理三個操作數 ）。

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（二）數學運算符

1.基本運算：數學運算符包括加+、減-、乘*、除/和取余%?。除了字符串相加和char類型可參與數學運算（char在內存中存儲的是數字），數學運算符主要用于處理數字。

int result1 = 5 + 3;  // 結果為8
int result2 = 10 % 3;  // 取余運算，結果為1

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2.運算結果類型：當操作數類型一致時，結果類型與操作數相同；當操作數類型不同時，結果類型與范圍大的操作數一致，以確保結果能正確存儲。例如：

int num1 = 5;
double num2 = 3.5;
double result = num1 + num2;  // 結果為8.5，類型為double

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3.自增自減運算符：++使操作數加 1，--使操作數減 1 。作為前綴（如++var?、--var?）時，先進行加 / 減 1 操作，再返回結果；作為后綴（如var++?、var--?）時，先返回結果，再進行加 / 減 1 操作。

int num = 5;
int result1 = ++num;  // num變為6，result1為6
int result2 = num++;  // result2為6，num變為7

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（三）賦值運算符

????????賦值運算符用于給變量賦值。除了基本的=，還有復合賦值運算符，如+=、-=、*=、/=、%=?。

int num = 5;
num += 3;  // 等價于num = num + 3，num變為8

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（四）運算符優先級

????????運算符的優先級決定了表達式中運算的先后順序。例如，乘法和除法的優先級高于加法和減法。可以用括號改變優先級，括號內的運算先執行。

int result1 = 2 + 3 * 4;  // 先算乘法，結果為14
int result2 = (2 + 3) * 4;  // 先算括號內加法，結果為20

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五、用戶輸入與類型轉換

（一）獲取用戶輸入

通過Console.ReadLine()方法可以從鍵盤讀取用戶輸入的一行字符串。例如：

Console.Write("請輸入你的名字：");
string name = Console.ReadLine();
Console.WriteLine("你好，" + name + "!");

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（二）類型轉換

????????從控制臺讀取的輸入默認是字符串類型，需要時要進行類型轉換。可以使用Convert類的方法，將字符串轉換為其他類型。

Console.Write("請輸入一個整數：");
string str = Console.ReadLine();
int num = Convert.ToInt32(str);  // 將字符串轉換為整數

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六、實戰練習

1.定義商品信息變量：在Main方法中定義變量，存儲商品的名稱、價格、庫存數量等信息。

class Program
{static void Main(){string productName = "筆記本電腦";double price = 5999.99;int stock = 100;Console.WriteLine($"商品名稱：{productName}，價格：{price}元，庫存：{stock}件");}
}

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2.交換兩個浮點數變量的值：接受用戶輸入的兩個浮點數，存儲到變量中并交換它們的值。

class Program
{static void Main(){Console.Write("請輸入第一個浮點數：");float num1 = Convert.ToFloat(Console.ReadLine());Console.Write("請輸入第二個浮點數：");float num2 = Convert.ToFloat(Console.ReadLine());float temp = num1;num1 = num2;num2 = temp;Console.WriteLine($"交換后，第一個數為：{num1}，第二個數為：{num2}");}
}

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3.計算四個長整型數的乘積：編寫控制臺應用程序，要求用戶輸入 4 個long類型的值，并顯示它們的乘積。

class Program
{static void Main(){Console.Write("請輸入第一個長整型數：");long num1 = Convert.ToInt64(Console.ReadLine());Console.Write("請輸入第二個長整型數：");long num2 = Convert.ToInt64(Console.ReadLine());Console.Write("請輸入第三個長整型數：");long num3 = Convert.ToInt64(Console.ReadLine());Console.Write("請輸入第四個長整型數：");long num4 = Convert.ToInt64(Console.ReadLine());long product = num1 * num2 * num3 * num4;Console.WriteLine($"這四個數的乘積為：{product}");}
}

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4.反轉四位整數的各位數字：從鍵盤輸入一個四位的正整數，把千位、百位、十位、個位數字的相反順序輸出。

class Program
{static void Main(){Console.Write("請輸入一個四位正整數：");int num = Convert.ToInt32(Console.ReadLine());int reversedNum = (num % 10) * 1000 + ((num / 10) % 10) * 100 + ((num / 100) % 10) * 10 + (num / 1000);Console.WriteLine($"反轉后的數字為：{reversedNum}");}
}

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5.計算三角形面積：編寫程序，輸入三角形的底和高，計算并顯示三角形的面積。三角形面積公式為：面積 = 底 × 高 ÷2。

class Program
{static void Main(){Console.Write("請輸入三角形的底：");double baseLength = Convert.ToDouble(Console.ReadLine());Console.Write("請輸入三角形的高：");double height = Convert.ToDouble(Console.ReadLine());double area = baseLength * height / 2;Console.WriteLine($"三角形的面積為：{area}");}
}

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6.計算橢圓的面積和周長：計算長半軸為a，短半軸為b的橢圓的面積和周長，a和b由用戶輸入。橢圓面積公式為：面積 = π× 長半軸 × 短半軸；橢圓周長公式（近似）為：周長 = 2π×√((長半軸 2 + 短半軸 2)/2) 。

class Program
{static void Main(){Console.Write("請輸入橢圓的長半軸：");double a = Convert.ToDouble(Console.ReadLine());Console.Write("請輸入橢圓的短半軸：");double b = Convert.ToDouble(Console.ReadLine());double area = Math.PI * a * b;double perimeter = 2 * Math.PI * Math.Sqrt((a * a + b * b) / 2);Console.WriteLine($"橢圓的面積為：{area}");Console.WriteLine($"橢圓的周長為：{perimeter}");}
}

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結語

????????變量和表達式是 C# 編程的基礎，通過不斷練習和實踐，大家能更深入地理解和掌握它們。希望今天的分享能幫助各位在 C# 編程之路上邁出堅實的一步！如果在學習過程中有任何疑問，歡迎在評論區留言交流。