C# の数値型

はじめに

C# の数値型は色々種類があります。

• クラス名と短縮名がある（int 等の組み込み型）
• 読み取り専用の値型
• 実行環境に依存せず同じサイズ（ポインタ型 nint nuint を除く）

整数型

型名	短縮名	sizeof()	10 進数桁数	備考
System.Byte	byte	1	3	符号なし
System.SByte	sbyte	1	3
System.Int16	short	2	5
System.UInt16	ushort	2	5	符号なし
System.Int32	int	4	10
System.UInt32	uint	4	10	符号なし
System.Int64	long	8	19
System.UInt64	ulong	8	20	符号なし
System.Int128	-	16	39	.NET 7 で導入
System.UInt128	-	16	39	.NET 7 で導入、符号なし
System.IntPtr	nint	4 または 8	-	ポインタ、実行環境依存
System.UIntPtr	nuint	4 または 8	-	ポインタ、実行環境依存、符号なし

浮動小数点数型

型名	短縮名	sizeof()	10 進数桁数	備考
System.Half	-	2	-	.NET 5 で導入
System.Single	float	4	-
System.Double	double	8	-
System.Decimal	decimal	16	29

128bit 整数とかあったんですねえ・・・ 初めて知りました。

テストコード

テストコード

using Xunit;

public class __NumericsTest
{
    [Fact]
    public void SizeOf()
    {
        Assert.Equal(1, sizeof(byte));
        Assert.Equal(1, sizeof(sbyte));

        Assert.Equal(2, sizeof(short));
        Assert.Equal(2, sizeof(ushort));

        Assert.Equal(4, sizeof(int));
        Assert.Equal(4, sizeof(uint));

        Assert.Equal(8, sizeof(long));
        Assert.Equal(8, sizeof(ulong));

        unsafe
        {
            Assert.Equal(16, sizeof(Int128));
            Assert.Equal(16, sizeof(UInt128));
        }

        unsafe
        {
            Assert.Equal(2, sizeof(Half));
        }
        Assert.Equal(4, sizeof(float));
        Assert.Equal(8, sizeof(double));
        Assert.Equal(16, sizeof(decimal));

        // 実行環境依存
        // unsafe
        // {
        //     Assert.Equal(8, sizeof(nint));
        //     Assert.Equal(8, sizeof(nuint));
        // }
    }

    [Fact]
    void NumberOfDecimalDigits()
    {
        int GetNumberOfDecimalDigits(Int128 maxValue)
        {
            var result = 1;
            for (; result < 100; result++)
            {
                maxValue /= 10;
                if (maxValue == 0)
                    break;
            }

            return result;
        }

        int GetNumberOfDecimalDigitsU(UInt128 maxValue)
        {
            var result = 1;
            for (; result < 100; result++)
            {
                maxValue /= 10;
                if (maxValue == 0)
                    break;
            }

            return result;
        }

        Assert.Equal(3, GetNumberOfDecimalDigits(byte.MaxValue));
        Assert.Equal(3, GetNumberOfDecimalDigits(sbyte.MaxValue));

        Assert.Equal(5, GetNumberOfDecimalDigits(short.MaxValue));
        Assert.Equal(5, GetNumberOfDecimalDigits(ushort.MaxValue));

        Assert.Equal(10, GetNumberOfDecimalDigits(int.MaxValue));
        Assert.Equal(10, GetNumberOfDecimalDigits(uint.MaxValue));

        Assert.Equal(19, GetNumberOfDecimalDigits(long.MaxValue));
        Assert.Equal(20, GetNumberOfDecimalDigits(ulong.MaxValue));

        Assert.Equal(39, GetNumberOfDecimalDigits(Int128.MaxValue));
        Assert.Equal(39, GetNumberOfDecimalDigitsU(UInt128.MaxValue));

        Assert.Equal(5, GetNumberOfDecimalDigits((Int128)Half.MaxValue));
        Assert.Equal(39, GetNumberOfDecimalDigits((Int128)float.MaxValue));
        Assert.Equal(39, GetNumberOfDecimalDigits((Int128)double.MaxValue));
        Assert.Equal(29, GetNumberOfDecimalDigits((Int128)decimal.MaxValue));
    }

    static void Sqrt(Performance p)
    {
        p.AddTest("Math", () =>
        {
            var sum = 0.0;
            for (int i = 0; i < 1000000; i++)
                sum += Math.Sqrt(i);
        });

        p.AddTest("MathF", () =>
        {
            var sum = 0.0f;
            for (int i = 0; i < 1000000; i++)
                sum += MathF.Sqrt(i);
        });
    }
}

その他

System.Numerics 名前空間に様々なクラスが用意されています。以下は一部を抜粋

• BigInteger: 任意の大きさを持つ符号付き整数を表します。
• Complex: 複素数を表します。
• Vector2: 2 つの単精度浮動小数点値を持つベクトルを表します。

System.Math は数学系のメソッドが用意されています（Sqrt() Cos()）。
System.MathF はその float バージョンで、数値の精度が低くても良い場合はこちらを検討できます。

おわりに

.NET Framework 時代にはなかった型がちらほら追加されています。マイナーな数値型を使う機会は限定されそうですが、知ってるとスマートに解決できるケースもありそうです（あった）。