Tipe Data C#: int, double, decimal, char, bool, dan Rentangnya

C# bertipe statis: setiap variabel, field, dan ekspresi punya tipe yang sudah diketahui saat compile. Bahasa ini punya sekumpulan tipe bawaan dengan keyword-nya sendiri (int, double, string...). Setiap keyword adalah alias untuk sebuah tipe di namespace System, jadi int dan System.Int32 adalah tipe yang sama, begitu juga string dan System.String.

Tipe bawaan

Literal integer tanpa suffix bertipe int, atau tipe pertama di antara uint, long, dan ulong yang bisa menampungnya kalau terlalu besar untuk int, dan literal dengan titik desimal bertipe double. Itulah sebabnya float f = 2.5; dan decimal d = 2.5; gagal di-compile: literalnya bertipe double, dan tidak ada konversi implisit dari double ke float atau decimal. Tambahkan suffix-nya: 2.5f, 2.5m.

Setiap tipe numerik menyediakan batas-batasnya sebagai konstanta:

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        Console.WriteLine($"byte:  {byte.MinValue} to {byte.MaxValue}");
        Console.WriteLine($"short: {short.MinValue} to {short.MaxValue}");
        Console.WriteLine($"int:   {int.MinValue} to {int.MaxValue}");
        Console.WriteLine($"long:  {long.MinValue} to {long.MaxValue}");
        Console.WriteLine($"decimal max: {decimal.MaxValue}");
        Console.WriteLine($"double max:  {double.MaxValue:E3}");
        Console.WriteLine($"sizes: int {sizeof(int)}, long {sizeof(long)}, double {sizeof(double)}, char {sizeof(char)}");

        int hex = 0xFF;             // hexadecimal
        int bits = 0b1010_0001;     // binary (C# 7)
        long big = 3_000_000_000;   // digit separators (C# 7)
        Console.WriteLine($"{hex} {bits} {big}");
    }
}

Output:

byte:  0 to 255
short: -32768 to 32767
int:   -2147483648 to 2147483647
long:  -9223372036854775808 to 9223372036854775807
decimal max: 79228162514264337593543950335
double max:  1.798E+308
sizes: int 4, long 8, double 8, char 2
255 161 3000000000

Dalam praktiknya, sebagian besar kode memakai empat tipe ini: int untuk hitungan dan index, long untuk ID dan total yang besar, double untuk pengukuran dan matematika, dan decimal untuk uang.

decimal vs double

double (dan float) menyimpan angka dalam bentuk biner. Sebagian besar pecahan desimal, termasuk 0,1, tidak punya bentuk biner yang tepat, jadi disimpan sebagai nilai terdekat yang bisa direpresentasikan, dan kesalahan kecil menumpuk. decimal menyimpan integer basis 10 ditambah skala, jadi 0,1 benar-benar 0,1.

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        double a = 0.1 + 0.2;
        decimal b = 0.1m + 0.2m;
        Console.WriteLine(a == 0.3);          // False
        Console.WriteLine(b == 0.3m);         // True
        Console.WriteLine(a.ToString("G17")); // 17 significant digits
        Console.WriteLine(b);

        double dsum = 0;
        decimal msum = 0;
        for (int i = 0; i < 10; i++)
        {
            dsum += 0.1;
            msum += 0.1m;
        }
        Console.WriteLine($"double sum == 1.0: {dsum == 1.0}");
        Console.WriteLine($"decimal sum == 1.0: {msum == 1.0m}");

        decimal price = 19.99m;
        int quantity = 3;
        decimal total = price * quantity;
        Console.WriteLine($"Total: {total}");
        Console.WriteLine($"Split three ways: {total / 3}");
    }
}

Output:

False
True
0.30000000000000004
0.3
double sum == 1.0: False
decimal sum == 1.0: True
Total: 59.97
Split three ways: 19.99

Pakai decimal untuk uang, harga, pajak, dan apa pun yang akan dijumlahkan dan dibandingkan oleh manusia secara manual. Tipe ini mempertahankan nol di belakang dari input-nya (1.50m dicetak sebagai 1.50) dan punya 28 sampai 29 digit signifikan.

Pakai double untuk pengukuran fisik, statistik, geometri, dan game. Tipe ini beberapa kali lebih cepat, memakai setengah memori, dan rentangnya sangat besar. Jangan pernah membandingkan dua double hasil perhitungan dengan ==; bandingkan selisihnya dengan toleransi: Math.Abs(x - y) < 1e-9.

decimal bukan sulap: 1m / 3m tetap menghasilkan 0.3333333333333333333333333333, dan aritmetika double tidak melempar exception saat dibagi nol (hasilnya infinity, atau NaN untuk 0.0 / 0.0), sedangkan pembagian dengan nol pada decimal dan integer melempar DivideByZeroException.

Integer overflow dan checked

Aritmetika integer yang melebihi rentang tipenya secara default akan berputar balik, tanpa peringatan. Compiler menangkap overflow di ekspresi konstanta, tetapi tidak saat nilainya berasal dari variabel:

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        int max = int.MaxValue;
        int wrapped = max + 1;           // no error: wraps around
        Console.WriteLine(wrapped);

        try
        {
            int safe = checked(max + 1); // throws instead of wrapping
            Console.WriteLine(safe);
        }
        catch (OverflowException)
        {
            Console.WriteLine("OverflowException");
        }

        long views = 3_000_000_000;
        int truncated = unchecked((int)views); // explicit narrowing keeps low 32 bits
        Console.WriteLine(truncated);

        long total = (long)max + 1;       // widen first to get the right answer
        Console.WriteLine(total);
    }
}

Output:

-2147483648
OverflowException
-1294967296
2147483648

checked(...) atau blok checked { ... } mengubah overflow menjadi OverflowException. Kamu juga bisa mengaktifkannya untuk seluruh project dengan <CheckForOverflowUnderflow>true</CheckForOverflowUnderflow>. Menulis int x = int.MaxValue + 1; dengan konstanta menghasilkan error compile (CS0220), karena compiler bisa melihat overflow-nya.

Baris terakhir menunjukkan solusi untuk sebagian besar bug overflow: konversi ke tipe yang lebih lebar sebelum aritmetikanya. (long)(max + 1) akan salah, karena penjumlahannya sudah berputar balik saat cast dijalankan.

Tipe value dan tipe reference

Setiap tipe C# adalah tipe value atau tipe reference, dan perbedaannya menentukan apa yang dilakukan assignment.

• Tipe value: semua tipe numerik, bool, char, DateTime, enum, dan setiap struct. Variabelnya berisi data itu sendiri; assignment menyalinnya.
• Tipe reference: string, array, object, dan setiap class. Variabelnya berisi reference ke sebuah object; assignment menyalin reference-nya, jadi kedua variabel melihat object yang sama.

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        int a = 10;
        int b = a;      // copy of the value
        b = 99;
        Console.WriteLine($"a={a} b={b}");

        int[] first = { 1, 2, 3 };
        int[] second = first;   // copy of the reference
        second[0] = 99;
        Console.WriteLine($"first[0]={first[0]}");

        string s1 = "cat";
        string s2 = s1;
        s2 += "s";              // strings are immutable: s2 now refers to a new string
        Console.WriteLine($"s1={s1} s2={s2}");
    }
}

Output:

a=10 b=99
first[0]=99
s1=cat s2=cats

string adalah tipe reference yang dalam praktiknya berperilaku seperti value: string bersifat immutable, dan == membandingkan teksnya, bukan reference-nya. Selengkapnya tentang tipe value buatan sendiri ada di struct.

char dan bool

char adalah satu code unit UTF-16, ditulis di antara tanda kutip tunggal. Di baliknya, tipe ini adalah tipe numerik, jadi bisa dikonversi ke int dan mendukung aritmetika:

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        char grade = 'B';
        Console.WriteLine((int)grade);           // 66
        Console.WriteLine((char)(grade + 1));    // C
        Console.WriteLine(char.IsLetter(grade));
        Console.WriteLine(char.IsDigit('7'));
        Console.WriteLine('7' - '0');             // digit char to its value
        Console.WriteLine(char.ToLower(grade));

        bool isOpen = true;
        bool hasStock = false;
        Console.WriteLine(isOpen && !hasStock);
    }
}

Output:

66
C
True
True
7
b
True

bool punya tepat dua nilai dan tidak bisa dikonversi dari atau ke angka: if (count) menghasilkan error compile, bukan pengecekan bukan-nol. Tulis if (count != 0). Karakter di luar Basic Multilingual Plane, seperti kebanyakan emoji, memakai dua nilai char (surrogate pair), jadi Length pada string menghitung unit UTF-16, bukan karakter yang terlihat.

Nilai default

Field, elemen array, dan default(T) mendapat nilai default tipenya: nol untuk angka, false untuk bool, '\0' untuk char, dan null untuk tipe reference. Variabel lokal tidak mendapat nilai default dan harus di-assign sebelum dipakai.

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        Console.WriteLine(default(int));
        Console.WriteLine(default(decimal));
        Console.WriteLine(default(bool));
        Console.WriteLine(default(string) == null);
        Console.WriteLine(default(DateTime).ToString("yyyy-MM-dd"));

        var counts = new int[3];
        Console.WriteLine(string.Join(",", counts));
    }
}

Output:

0
0
False
True
0001-01-01
0,0,0

Sejak C# 7.1, kamu bisa menulis literal default tanpa tipenya saat compiler bisa menyimpulkannya (int x = default;). Tipe value tidak bisa bernilai null, dan untuk itulah ada int? (nullable value type); lihat nullable type.

Integer seukuran native dan integer besar

Ada dua tipe numerik lagi untuk kasus khusus. nint dan nuint (C# 9) adalah integer seukuran pointer, 32 atau 64 bit tergantung platformnya, dipakai di interop dan kode tingkat rendah. System.Numerics.BigInteger menyimpan integer dengan ukuran berapa pun, dengan mengorbankan kecepatan:

using System.Numerics;
BigInteger factorial = 1;
for (int i = 2; i <= 30; i++) factorial *= i;
// 265252859812191058636308480000000