Biến trong C#: var, const, readonly, phạm vi và cách đặt tên

Biến (variable) là một vùng lưu trữ có tên và có kiểu cố định. Trong C#, bạn khai báo biến bằng một kiểu và một tên, và có thể gán giá trị cho nó ngay trong cùng câu lệnh. Kiểu của biến không bao giờ thay đổi sau đó: một biến int chứa số nguyên trong suốt thời gian nó tồn tại.

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        string customer = "Priya";   // declare and initialize
        int quantity;                // declare only
        quantity = 3;                // assign later
        decimal unitPrice = 4.25m;
        bool isMember = true;

        quantity = quantity + 2;     // reassign
        decimal total = quantity * unitPrice;
        if (isMember) total -= 1.00m;

        Console.WriteLine($"{customer} bought {quantity} items for {total:F2}");

        int apples = 4, pears = 6;   // several of the same type
        Console.WriteLine(apples + pears);
    }
}

Đầu ra:

Priya bought 5 items for 20.25
10

Gán một giá trị sai kiểu là lỗi biên dịch: quantity = "five"; báo lỗi CS0029 (cannot implicitly convert type 'string' to 'int'). Chuyển đổi giữa các kiểu phải viết tường minh; xem chuyển đổi kiểu.

var: để trình biên dịch tự suy ra kiểu

var khai báo một biến cục bộ có kiểu được suy ra từ giá trị khởi tạo. Đây không phải là kiểu động: kiểu được cố định lúc biên dịch, y như khi bạn tự viết nó ra.

using System;
using System.Collections.Generic;

class Program
{
    static void Main()
    {
        var name = "Oscar";          // string
        var age = 34;                // int
        var price = 19.99m;          // decimal
        var ratio = 0.75;            // double
        var tags = new List<string> { "new", "sale" };

        Console.WriteLine(name.GetType().Name);
        Console.WriteLine(age.GetType().Name);
        Console.WriteLine(price.GetType().Name);
        Console.WriteLine(ratio.GetType().Name);
        Console.WriteLine(tags.GetType().Name);

        // age = "old";  // error CS0029: age is an int, forever
    }
}

Đầu ra:

String
Int32
Decimal
Double
List`1

var có ba quy tắc. Nó chỉ dùng được cho biến cục bộ (không dùng cho field hay tham số). Biến phải được khởi tạo ngay khi khai báo: var x; là lỗi CS0818, "Implicitly-typed variables must be initialized". Và giá trị khởi tạo phải có kiểu: var nothing = null; không biên dịch được, vì riêng null thì không có kiểu.

Khi nào dùng nó là chuyện phong cách của từng nhóm. Hướng dẫn thường gặp là dùng var khi kiểu đã rõ ràng từ vế phải, và ghi rõ kiểu khi không rõ:

var orders = new List<Order>();         // obvious: var is fine
var reader = new StreamReader(path);    // obvious
decimal discount = CalculateDiscount(); // not obvious: name the type
int count = items.Count();              // makes the intent clear

Một cái bẫy khó thấy: var total = 0; khiến total là int, nên về sau cộng 2.5 vào sẽ lỗi, và var price = 10; là int, không phải decimal. Khi kiểu của literal không phải kiểu bạn muốn, hãy ghi rõ kiểu hoặc thêm hậu tố (10m, 0.0).

Phạm vi

Một biến cục bộ tồn tại từ chỗ khai báo cho tới cuối khối { } chứa nó. Biến khai báo trong phần đầu của vòng lặp hoặc trong thân if không nhìn thấy được sau đó.

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        int[] scores = { 82, 91, 67 };
        int sum = 0;                         // visible in the whole of Main

        for (int i = 0; i < scores.Length; i++)   // i: only inside the loop
        {
            int doubled = scores[i] * 2;     // doubled: only inside the loop body
            sum += scores[i];
        }
        // Console.WriteLine(i);        // error CS0103: i does not exist here

        if (sum > 200)
        {
            string label = "high";
            Console.WriteLine(label);
        }
        Console.WriteLine(sum);
    }
}

Đầu ra:

high
240

Khác với C và C++, C# không cho một khối bên trong khai báo biến cục bộ trùng tên với một biến ở khối bao ngoài (lỗi CS0136): một cái tên phải mang một nghĩa duy nhất trong cả phương thức. Hai khối ngang hàng thì có thể dùng lại cùng một tên, như hai vòng lặp for riêng biệt đều khai báo i.

Gán giá trị chắc chắn

Biến cục bộ không có giá trị mặc định. Trình biên dịch theo dõi mọi đường chạy trong phương thức và từ chối biên dịch nếu một biến có thể bị đọc trước khi được gán:

int discount;
if (isMember)
{
    discount = 10;
}
Console.WriteLine(discount);
// error CS0165: Use of unassigned local variable 'discount'

Hãy sửa bằng cách khởi tạo ngay khi khai báo (int discount = 0;) hoặc gán giá trị trong mọi nhánh (thêm một else). Field và phần tử mảng thì khác: chúng tự động được đặt về giá trị mặc định của kiểu (0, false, null).

const: hằng số lúc biên dịch

const là một giá trị được cố định lúc biên dịch. Nó phải được khởi tạo bằng một biểu thức hằng (một literal, một const khác, hoặc phép tính trên chúng), và chỉ có thể là số, char, bool, string, enum hoặc null.

using System;

class Pricing
{
    public const decimal VatRate = 0.20m;
    public const int MaxItems = 50;
    public const string Currency = "EUR";
    public const string Label = "Price in " + Currency; // consts can combine
}

class Program
{
    static void Main()
    {
        const int Days = 7;          // local constants work too
        decimal net = 100m;

        Console.WriteLine(Pricing.Label);
        Console.WriteLine($"{net * (1 + Pricing.VatRate):F2} {Pricing.Currency}");
        Console.WriteLine(Pricing.MaxItems * Days);
        // Pricing.MaxItems = 60;   // error: cannot assign to a constant
    }
}

Đầu ra:

Price in EUR
120.00 EUR
350

Một field const ngầm định là static, nên được truy cập qua tên kiểu (Pricing.VatRate), và viết static const là lỗi. Trình biên dịch sao chép giá trị vào mọi chỗ dùng nó, vì thế const không tốn gì lúc chạy, và cũng vì thế một const public trong thư viện nên là giá trị không bao giờ thay đổi (như số ngày trong một tuần).

readonly và static readonly

Một field readonly chỉ có thể được gán ở phần khai báo hoặc trong hàm khởi tạo của lớp. Sau khi đối tượng được tạo xong, nó không thể thay đổi. Khác với const, giá trị của nó được tính lúc chạy, có thể thuộc bất kỳ kiểu nào, và có thể khác nhau giữa các đối tượng.

using System;

class Account
{
    public readonly string Id;                    // set once per object
    public readonly DateTime OpenedOn;
    public static readonly DateTime Launch = new DateTime(2020, 1, 15);
    public static readonly string[] Plans = { "free", "pro" };

    public Account(string id, DateTime openedOn)
    {
        Id = id;                                  // allowed: in the constructor
        OpenedOn = openedOn;
    }

    public void Rename(string newId)
    {
        // Id = newId;  // error CS0191: readonly field outside the constructor
    }
}

class Program
{
    static void Main()
    {
        var a = new Account("ACC-17", new DateTime(2024, 5, 2));
        Console.WriteLine($"{a.Id} opened {a.OpenedOn:yyyy-MM-dd}");
        Console.WriteLine($"Launch: {Account.Launch:yyyy-MM-dd}");

        Account.Plans[0] = "basic";   // allowed: the array itself is not readonly
        Console.WriteLine(string.Join(", ", Account.Plans));
    }
}

Đầu ra:

ACC-17 opened 2024-05-02
Launch: 2020-01-15
basic, pro

Mấy dòng cuối cho thấy một hiểu lầm phổ biến: readonly bảo vệ field, chứ không bảo vệ đối tượng mà nó trỏ tới. Plans sẽ luôn tham chiếu tới cùng một mảng, nhưng các phần tử của mảng vẫn có thể thay đổi. Để có collection thật sự không thay đổi được, hãy dùng ReadOnlyCollection<T> hoặc ImmutableArray<T>.

Tóm tắt cả ba:

Quy ước đặt tên

Tên trong C# phân biệt chữ hoa chữ thường (total và Total là hai biến khác nhau) và phải bắt đầu bằng một chữ cái hoặc dấu gạch dưới. Các quy ước của Microsoft, được gần như mọi code C# tuân theo:

• Biến cục bộ và tham số: camelCase (orderCount, unitPrice).
• Hằng số, thuộc tính, phương thức, lớp và field public: PascalCase (MaxItems, VatRate).
• Field private: _camelCase với dấu gạch dưới ở đầu (_balance), một quy ước phổ biến trong code .NET.
• Biến boolean đọc như một câu hỏi: isActive, hasDiscount, canRetry.
• Tránh viết tắt và tiền tố kiểu Hungarian (strName, iCount).

Một từ khóa của C# không thể dùng làm tên, trừ khi bạn thêm tiền tố @: var @class = "5B"; là hợp lệ, đôi khi có ích cho code được sinh tự động hoặc tên field trong JSON.

Hoán đổi và gán nhiều biến

Từ C# 7, tuple cho phép gán nhiều biến trong một câu lệnh, nhờ đó có thể hoán đổi hai biến chỉ trong một dòng:

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        int first = 10, second = 20;
        (first, second) = (second, first);
        Console.WriteLine($"{first} {second}");

        var (city, population) = ("Lisbon", 545000);
        Console.WriteLine($"{city}: {population:N0}");
    }
}

Đầu ra:

20 10
Lisbon: 545,000

Dạng thứ hai là deconstruction: nó khai báo city là một string và population là một int từ một tuple. Xem thêm ở trang tuple.