C# 类型检查

上次修改于 2024 年 1 月 21 日

在本文中，我们将展示如何在 C# 中使用 typeof 和 is 运算符以及 GetType 方法来检查类型。

在 C# 中，每个变量和表达式都有一个类型。类型是一组值以及允许对这些值执行的操作。

类型存储以下信息

该类型的变量所需的存储空间
该类型的最大值和最小值
类型成员，例如字段或方法
它继承的基类型
已实现的接口
允许的操作

编译器使用这些信息来确保类型安全的操作。

System.Type 类表示类型声明。

我们可以使用 typeof 运算符、is 运算符或 GetType 方法来检查类型。 typeof 运算符获取类型的 System.Type 实例。该运算符在编译时检查类型。它仅适用于类型，不适用于变量。

GetType 方法获取当前对象实例的类型。它在运行时检查类型。

is 运算符检查实例是否在类型的继承树中。此外，它允许类型安全的强制转换。

C# typeof 示例

第一个示例使用 typeof 运算符打印内置类型的 System.Type。

Program.cs

Type t = typeof(int);
Console.WriteLine(t);

Console.WriteLine(typeof(List<int>));
Console.WriteLine(typeof(string));
Console.WriteLine(typeof(double));
Console.WriteLine(typeof(float));
Console.WriteLine(typeof(decimal));
Console.WriteLine(typeof(User));

record User(string Name, string Occupation);

该示例打印 int、List<int>、string、double、float、decimal 和 User 的 System.Type。

$ dotnet run
System.Int32
System.Collections.Generic.List`1[System.Int32]
System.String
System.Double
System.Single
System.Decimal
User

C# GetType 示例

以下示例检查三个变量的类型。

Program.cs

int x = 34;
string word = "falcol";
decimal i = 23.54m;

if (x.GetType() == typeof(int))
{
    Console.WriteLine("x has int type");
}

if (word.GetType() == typeof(string))
{
    Console.WriteLine("word has string type");
}

if (i.GetType() == typeof(decimal))
{
    Console.WriteLine("i has decimal type");
}

我们定义一个整数、字符串和十进制变量。我们使用 GetType 方法在运行时检查类型。

$ dotnet run
x has int type
word has string type
i has decimal type

C# is 运算符

is 运算符检查对象是否与给定类型兼容，即它是否在其继承树中。

Program.cs

Base _base = new();
Derived derived = new();

Console.WriteLine(_base is Base);
Console.WriteLine(_base is object);
Console.WriteLine(derived is Base);
Console.WriteLine(_base is Derived);

class Base { }
class Derived : Base { }

我们从用户定义的类型创建两个对象。

class Base {}
class Derived : Base {}

我们有一个 Base 类和一个 Derived 类。 Derived 类继承自 Base 类。

Console.WriteLine(_base is Base);
Console.WriteLine(_base is object);

Base 等于 Base，因此第一行打印 True。 Base 也与 Object 类型兼容。这是因为每个类都继承自所有类的母类 - Object 类。

Console.WriteLine(derived is Base);
Console.WriteLine(_base is Derived);

派生对象与 Base 类兼容，因为它显式地继承自 Base 类。另一方面，_base 对象与 Derived 类没有任何关系。

$ dotnet run
True
True
True
False

C# 使用 is 进行类型安全检查

我们可以使用 is 运算符执行类型安全的强制转换。

Program.cs

object[] vals = [
    12, "falcon", 3, 1, true, 20
];

foreach (var e in vals)
{
    if (e is int val)
    {
        Console.WriteLine($"{val} powered is {val * val}");
    }
}

我们有一个对象数组。对于所有整数，我们计算其幂。

if (e is int val)
{
    Console.WriteLine($"{val} powered is {val * val}");
}

如果转换是可能的，则 is 运算符会创建一个 int 类型的局部变量 val。

$ dotnet run
12 powered is 144
3 powered is 9
1 powered is 1
20 powered is 400

或者，我们可以使用 LINQ 的 OfType 方法来完成这项工作。

Program.cs

object[] vals = [
    12, "falcon", 3, 1, true, 20
];

var res = vals.OfType<int>();

foreach (var e in res)
{
    Console.WriteLine($"{e} powered is {e * e}");
}

OfType 方法基于指定的类型过滤 IEnumerable 的元素。

C# 检查装箱值

使用 is 运算符，我们可以检查装箱值的实际类型。装箱是将值类型转换为 object 类型的过程。

Program.cs

object o = 12;
Console.WriteLine(o is int);
Console.WriteLine(o is double);

object o2 = "falcon";
Console.WriteLine(o2 is string);
Console.WriteLine(o2 is char);

该示例确定两个装箱值的实际类型。

$ dotnet run
True
False
True
False

C# switch 表达式类型模式

类型可以是 switch 表达式的模式。

Program.cs

int age = 23;
string name = "Peter";

List<string> colors = ["blue", "khaki", "orange"];
int[] nums = [1, 2, 3, 4, 5];

Console.WriteLine(check(age));
Console.WriteLine(check(name));
Console.WriteLine(check(colors));
Console.WriteLine(check(nums));

object check(object val) => val switch
{
    int => "integer",
    string => "string",
    List<string> => "list of strings",
    Array => "array",
    _ => "unknown"
};

在该示例中，我们使用 switch 表达式检查变量的类型。

$ dotnet run
integer
string
list of strings
array

来源

类型测试运算符和强制转换表达式

在本文中，我们展示了如何在 C# 中使用 typeof、is 和 GetType 检查类型。

作者

我叫 Jan Bodnar，是一位充满热情的程序员，拥有丰富的编程经验。自 2007 年以来，我一直在撰写编程文章。迄今为止，我已经撰写了超过 1,400 篇文章和 8 本电子书。我拥有超过十年的编程教学经验。

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