Types (Guide de programmation C#)

Article
06/10/2015

Types, variables et valeurs

C# est un langage fortement typé. Chaque variable et constante dispose d'un type, tout comme chaque expression correspondant à une valeur. Chaque signature de la méthode spécifie un type pour chaque paramètre d'entrée et pour la valeur de retour. La bibliothèque de classes .NET Framework définit un ensemble de types numériques intégrés, ainsi que des types plus complexes qui représentent un large éventail de constructions logiques, telles que le système de fichiers, les connexions réseau, les collections et les tableaux d'objets, ainsi que les dates. Un programme C# traditionnel exploite les types de la bibliothèque de classes et les types définis par l'utilisateur qui forment les concepts propres au domaine de problème du programme.

Les informations stockées dans un type peuvent inclure les éléments suivants :

Espace de stockage que nécessite une variable du type.
Valeurs minimale et maximale que peut représenter le type.
Membres (méthodes, champs, événements, et ainsi de suite) contenus dans le type.
Type de base dont hérite le type.
Emplacement où sera allouée la mémoire pour les variables au moment de l'exécution.
Types d'opérations autorisés.

Le compilateur utilise les informations de type afin de s'assurer que toutes les opérations effectuées dans votre code sont de type sécurisé. Par exemple, si vous déclarez une variable de type int, le compilateur vous permet d'utiliser la variable dans les opérations d'addition et de soustraction. Si vous essayez d'effectuer ces mêmes opérations avec une variable de type bool, le compilateur génère une erreur, comme le montre l'exemple suivant :

int a = 5;             
int b = a + 2; //OK 

bool test = true;

// Error. Operator '+' cannot be applied to operands of type 'int' and 'bool'. 
int c = a + test;

Notes

Les développeurs C et C++ remarqueront qu'en C#, bool n'est pas convertible en int.

Le compilateur incorpore les informations de type dans le fichier exécutable sous forme de métadonnées. Le Common Language Runtime (CLR) utilise ces métadonnées au moment de l'exécution pour garantir davantage la cohérence des types lorsqu'il alloue et libère de la mémoire.

Spécification de types dans les déclarations de variable

Lorsque vous déclarez une variable ou une constante dans un programme, vous devez spécifier son type ou utiliser le mot clé var pour permettre au compilateur de déduire le type. L'exemple suivant montre des déclarations de variable qui utilisent à la fois des types numériques intégrés et des types complexes définis par l'utilisateur :

// Declaration only: 
float temperature;
string name;
MyClass myClass;

// Declaration with initializers (four examples): 
char firstLetter = 'C';
var limit = 3;
int[] source = { 0, 1, 2, 3, 4, 5 };
var query = from item in source
            where item <= limit
            select item;

Les types de paramètres de méthode et de valeurs de retour sont spécifiés dans la signature de méthode. La signature suivante présente une méthode qui nécessite int comme argument d'entrée et retourne une chaîne :

public string GetName(int ID)
{
    if (ID < names.Length)
        return names[ID];
    else 
        return String.Empty;
}
private string[] names = { "Spencer", "Sally", "Doug" };

Une fois déclarée, une variable ne peut pas être déclarée de nouveau avec un autre type et une valeur incompatible avec son type déclaré ne peut pas lui être assignée. Par exemple, vous ne pouvez pas déclarer int et lui assigner la valeur booléenne true. En revanche, vous pouvez convertir des valeurs vers d'autres types, notamment lorsque vous les assignez à de nouvelles variables ou les passez en tant qu'arguments de méthode. Toute conversion de type qui n'entraîne aucune perte de données est réalisée automatiquement par le compilateur. Une conversion susceptible d'entraîner la perte de données exige un cast dans le code source.

Pour plus d'informations, consultez Cast et conversions de types (Guide de programmation C#).

Types intégrés

C# fournit un jeu de types numériques intégrés standard pour représenter les entiers, les valeurs à virgule flottante, les expressions booléennes, les caractères de texte, les valeurs décimales et d'autres types de données. Il existe également des types string et object intégrés. Vous pouvez les utiliser dans n'importe quel programme C#. Pour plus d'informations sur les types intégrés, consultez Tableaux de référence des types (référence C#).

Types personnalisés

Vous utilisez les constructions struct, class, interface et enum pour créer vos propres types personnalisés. La bibliothèque de classes .NET Framework est une collection de types personnalisés fournie par Microsoft que vous pouvez utiliser dans vos propres applications. Par défaut, les types les plus fréquemment utilisés dans la bibliothèque de classes sont disponibles dans tous les programmes C#. D'autres deviennent disponibles uniquement lorsque vous ajoutez explicitement une référence de projet à l'assembly dans lequel ils sont définis. Une fois que le compilateur comporte une référence à l'assembly, vous pouvez déclarer des variables (et des constantes) conformes aux types déclarés dans cet assembly, à l'intérieur de votre code source. Pour plus d'informations, consultez Bibliothèque de classes .NET Framework.

Système de type commun (CTS, Common Type System)

Il est important de comprendre deux points fondamentaux à propos du système de type dans le .NET Framework :

Il prend en charge le principe d'héritage. Les types peuvent provenir d'autres types appelés types de base. Le type dérivé hérite (avec certaines restrictions) des méthodes, des propriétés et d'autres membres du type de base. Le type de base peut, à son tour, être dérivé d'un autre type quelconque, auquel cas le type dérivé hérite des membres des deux types de base dans sa hiérarchie d'héritage. Tous les types, y compris les types numériques intégrés tels que Int32 (mot clé C# : int), dérivent en définitive d'un type de base unique : Object (mot clé C# : object). Cette hiérarchie de types unifiée est appelée Système de type commun. Pour plus d'informations sur l'héritage dans C#, consultez Héritage (Guide de programmation C#).
Chaque type du CTS est défini comme un type valeur ou un type référence. Cela inclut tous les types personnalisés de la bibliothèque de classes .NET Framework, ainsi que vos propres types définis par l'utilisateur. Les types que vous définissez au moyen du mot clé struct sont des types valeur ; tous les types numériques intégrés sont des structs. Les types que vous définissez à l'aide du mot clé class sont des types référence. Les types référence et les types valeur ont des règles de compilation et un comportement à l'exécution différents.

L'illustration suivante montre la relation entre les types valeur et les types référence dans le CTS.

Types valeur et types référence dans le système de type commun (CTS, Common Type System)

Types valeur et types référence

Notes

Vous pouvez voir que les types les plus fréquemment employés sont tous organisés dans l'espace de noms System.Toutefois, l'espace de noms dans lequel un type est contenu n'indique aucunement s'il s'agit d'un type valeur ou d'un type référence.

Types valeur

Les types valeur dérivent de ValueType, qui dérive de Object. Les types qui dérivent de ValueType ont un comportement particulier dans le CLR. Les variables de type valeur contiennent directement leurs valeurs, ce qui signifie que la mémoire est allouée inline dans le contexte où la variable est déclarée. Aucune allocation des tas ou surcharge de garbage collection distincte n'a lieu pour les variables de type valeur.

Il existe deux catégories de types valeur : struct et enum.

Les types numériques intégrés sont des structs et disposent de propriétés et de méthodes auxquelles vous pouvez accéder.

// Static method on type Byte.
byte b = Byte.MaxValue;

Mais vous les déclarez et leur assignez des valeurs comme s'ils étaient des types autres que des types d'agrégats :

byte num = 0xA;
int i = 5;
char c = 'Z';

Les types valeur sont sealed, ce qui signifie par exemple que vous ne pouvez pas dériver un type de Int32 et définir un struct pour qu'il hérite d'une classe ou d'un struct défini par l'utilisateur car un struct peut uniquement hériter de ValueType. En revanche, un struct peut implémenter une ou plusieurs interfaces. Vous pouvez effectuer un cast d'un type struct en un type interface, mais ceci entraîne une opération de boxing qui encapsule le struct dans un objet de type référence sur le tas managé. Les opérations de boxing surviennent lorsque vous passez un type valeur à une méthode qui accepte Object comme paramètre d'entrée. Pour plus d'informations, consultez Boxing et unboxing (Guide de programmation C#).

Vous utilisez le mot clé struct pour créer vos propres types valeur personnalisés. En règle générale, un struct est utilisé comme conteneur pour un petit jeu de variables connexes, comme le montre l'exemple suivant :

public struct CoOrds
{
    public int x, y;

    public CoOrds(int p1, int p2)
    {
        x = p1;
        y = p2;
    }
}

Pour plus d'informations sur les structs, consultez Structures (Guide de programmation C#). Pour plus d'informations sur les types valeur dans le .NET Framework, consultez Système de type commun.

L'autre catégorie de types valeur est enum. Un enum définit un jeu de constantes intégrales nommées. Par exemple, l'énumération FileMode de la bibliothèque de classes .NET Framework contient un jeu d'entiers constants nommés qui indiquent comment un fichier doit être ouvert. Il est défini comme le montre l'exemple suivant :

public enum FileMode
{
    CreateNew = 1,
    Create = 2,
    Open = 3,
    OpenOrCreate = 4,
    Truncate = 5,
    Append = 6,
}

La constante System.IO.FileMode.Create a une valeur de 2. Toutefois, le nom est beaucoup plus explicite pour les êtres humains qui lisent le code source, et pour cette raison il est préférable d'utiliser des énumérations au lieu de numéros littéraux constants. Pour plus d'informations, consultez FileMode.

Tous les enums héritent de Enum, qui hérite de ValueType. Toutes les règles qui s'appliquent aux structs s'appliquent également aux enums. Pour plus d'informations sur les enums, consultez Types énumération (Guide de programmation C#).

Types référence

Un type défini en tant que classe, délégué, tableau ou interface est un type référence. Au moment de l'exécution, quand vous déclarez une variable de type référence, celle-ci contient la valeur Null tant que vous n'avez pas explicitement créé une instance de l'objet à l'aide de l'opérateur new ou que vous ne lui avez pas assigné un objet créé ailleurs à l'aide de new, as shown in the following example:

MyClass mc = new MyClass();
MyClass mc2 = mc;

Vous devez initialiser une interface avec un objet de classe qui l'implémente. Si MyClass implémente IMyInterface, vous créez une instance de IMyInterface comme le montre l'exemple suivant :

IMyInterface iface = new MyClass();

Lorsque l'objet est créé, la mémoire est allouée sur le tas managé et la variable contient uniquement une référence à l'emplacement de l'objet. Les types sur le tas managé entraînent une surcharge lorsqu'ils sont alloués et récupérés par la fonctionnalité de gestion automatique de la mémoire du CLR appelée garbage collection. Toutefois, le garbage collection est également fortement optimisé. Dans la plupart des cas, il ne nuit pas aux performances. Pour plus d'informations sur l'opération garbage collection, consultez Gestion automatique de la mémoire.

Tous les tableaux sont des types référence, même si leurs éléments sont des types valeur. Les tableaux proviennent implicitement de la classe Array, mais vous les déclarez et les utilisez avec la syntaxe simplifiée fournie par C#, comme le montre l'exemple qui suit :

// Declare and initialize an array of integers. 
int[] nums = { 1, 2, 3, 4, 5 };

// Access an instance property of System.Array. 
int len = nums.Length;

Les types référence prennent complètement en charge l'héritage. Lorsque vous créez une classe, vous pouvez hériter de toute autre interface ou classe qui n'est pas définie comme sealed et d'autres classes peuvent hériter de votre classe et substituer vos méthodes virtuelles. Pour plus d'informations sur la création de vos propres classes, consultez Classes et structs (Guide de programmation C#). Pour plus d'informations sur l'héritage et les méthodes virtuelles, consultez Héritage (Guide de programmation C#).

Types des valeurs littérales

En C#, les valeurs littérales reçoivent un type du compilateur. Vous pouvez spécifier le type d'un littéral numérique en ajoutant une lettre à la fin du nombre. Par exemple, pour spécifier que la valeur 4.56 doit être traitée comme une valeur float, ajoutez « f » ou « F » après le nombre : 4.56f. Si aucune lettre n'est ajoutée, le compilateur déduit un type pour le littéral. Pour plus d'informations sur les types qui peuvent être spécifiés en utilisant une lettre comme suffixe, consultez les pages de référence de chaque type dans Types valeur (référence C#).

Parce que les littéraux sont typés et que tous les types dérivent en définitive de Object, vous pouvez écrire et compiler du code tel que celui-ci :

string s = "The answer is " + 5.ToString();
// Outputs: "The answer is 5"
Console.WriteLine(s);

Type type = 12345.GetType();
// Outputs: "System.Int32"
Console.WriteLine(type);

Types génériques

Vous pouvez déclarer un type avec un ou plusieurs paramètres de type faisant office d'espace réservé pour le type réellement concerné (type concret) que le code client spécifie lorsqu'il crée une instance du type. Ces types sont appelés types génériques. Par exemple, le type .NET Framework List dispose d'un paramètre de type qui, par convention, porte le nom T. Lorsque vous créez une instance du type, vous spécifiez le type des objets que la liste doit contenir comme, par exemple, l'objet String :

List<string> strings = new List<string>();

Le recours au paramètre de type rend possible la réutilisation de la même classe afin de conserver tous les types d'élément, sans avoir à convertir chaque élément en objet. Les classes de collection génériques sont appelées collections fortement typées parce que le compilateur connaît le type spécifique des éléments de la collection et peut déclencher une erreur lors de la compilation, notamment si vous tentez d'ajouter un entier à l'objet strings dans l'exemple précédent. Pour plus d'informations, consultez Génériques (guide de programmation C#).

Types implicites, anonymes et Nullable

Comme indiqué précédemment, vous pouvez définir implicitement le type d'une variable locale (mais pas des membres de classe) en utilisant le mot clé var. La variable reçoit toujours un type au moment de la compilation, mais le type est fourni par le compilateur. Pour plus d'informations, consultez Variables locales implicitement typées (Guide de programmation C#).

Dans certains cas, il est difficile de créer un type nommé pour des jeux de valeurs connexes simples que vous ne souhaitez pas stocker ou passer en dehors des limites d'une méthode. Vous pouvez alors créer des types anonymes. Pour plus d'informations, consultez Types anonymes (Guide de programmation C#).

Les types valeur ordinaires ne peuvent pas avoir la valeur Null. Toutefois, vous pouvez créer des types valeur Nullable en apposant un ? après le type. Par exemple, int? est un type int qui peut également avoir la valeur Null. Dans le CTS, les types Nullable sont des instances du type de struct générique Nullable. Les types Nullable sont particulièrement utiles lorsque vous passez des données vers et à partir de bases de données dans lesquelles les valeurs numériques peuvent être Null. Pour plus d'informations, consultez Types Nullable (Guide de programmation C#).

Rubriques connexes

Pour plus d'informations, consultez les rubriques suivantes :

Spécification du langage C#

Pour plus d'informations, voir la Spécification du langage C#. La spécification du langage est la source de référence pour la syntaxe C# et son utilisation.

Voir aussi