Uso de números enteros y de punto flotante en C#

Artículo
05/10/2023

En este tutorial se explican los tipos numéricos en C#. Escribirá pequeñas cantidades de código y luego compilará y ejecutará ese código. El tutorial contiene una serie de lecciones que ofrecen información detallada sobre los números y las operaciones matemáticas en C#. En ellas se enseñan los aspectos básicos del lenguaje C#.

Sugerencia

Para pegar un fragmento de código dentro del modo de enfoque debe usar el método abreviado de teclado (Ctrl + v o cmd + v).

Requisitos previos

En el tutorial se espera que tenga una máquina configurada para el desarrollo local. Consulte Configuración del entorno local para obtener instrucciones de instalación e información general sobre el desarrollo de aplicaciones en .NET.

Si no quiere configurar un entorno local, consulte la versión interactiva en el explorador de este tutorial.

Análisis de las operaciones matemáticas con enteros

Cree un directorio denominado numbers-quickstart. Conviértalo en el directorio actual y ejecute el siguiente comando:

dotnet new console -n NumbersInCSharp -o .

Importante

Las plantillas de C# para .NET 6 usan instrucciones de nivel superior. Es posible que la aplicación no coincida con el código de este artículo si ya ha actualizado a .NET 6. Para obtener más información, consulte el artículo Las nuevas plantillas de C# generan instrucciones de nivel superior.

El SDK de .NET 6 también agrega un conjunto de directivas implícitasglobal using para proyectos que usan los SDK siguientes:

Microsoft.NET.Sdk
Microsoft.NET.Sdk.Web
Microsoft.NET.Sdk.Worker

Estas directivas de global using implícitas incluyen los espacios de nombres más comunes para el tipo de proyecto.

Para saber más, consulte el artículo sobre las directivas de uso implícito

Abra Program.cs en su editor favorito y reemplace el contenido del archivo por el código siguiente:

int a = 18;
int b = 6;
int c = a + b;
Console.WriteLine(c);

Ejecute este código escribiendo dotnet run en la ventana de comandos.

Ha visto una de las operaciones matemáticas fundamentales con enteros. El tipo int representa un entero, que puede ser cero o un número entero positivo o negativo. Use el símbolo + para la suma. Otros operadores matemáticos comunes con enteros son:

- para resta
* para multiplicación
/ para división

Comience por explorar esas operaciones diferentes. Agregue estas líneas después de la línea que escribe el valor de c:

// subtraction
c = a - b;
Console.WriteLine(c);

// multiplication
c = a * b;
Console.WriteLine(c);

// division
c = a / b;
Console.WriteLine(c);

Ejecute este código escribiendo dotnet run en la ventana de comandos.

Si quiere, también puede probar a escribir varias operaciones matemáticas en la misma línea. Pruebe c = a + b - 12 * 17; por ejemplo. Se permite la combinación de variables y números constantes.

Sugerencia

Cuando explore C# o cualquier otro lenguaje de programación, cometerá errores al escribir código. El compilador buscará dichos errores y los notificará. Si la salida contiene mensajes de error, revise detenidamente el código de ejemplo y el código de la ventana para saber qué debe corregir. Este ejercicio le ayudará a aprender la estructura del código de C#.

Ha terminado el primer paso. Antes comenzar con la siguiente sección, se va a mover el código actual a un método independiente. Un método es una serie de instrucciones agrupadas a la que se ha puesto un nombre. Llame a un método escribiendo el nombre del método seguido de (). La organización del código en métodos facilita empezar a trabajar con un ejemplo nuevo. Cuando termine, el código debe tener un aspecto similar al siguiente:

WorkWithIntegers();

void WorkWithIntegers()
{
    int a = 18;
    int b = 6;
    int c = a + b;
    Console.WriteLine(c);


    // subtraction
    c = a - b;
    Console.WriteLine(c);

    // multiplication
    c = a * b;
    Console.WriteLine(c);

    // division
    c = a / b;
    Console.WriteLine(c);
}

La línea WorkWithIntegers(); invoca el método. El código siguiente declara el método y lo define.

Análisis sobre el orden de las operaciones

Convierta en comentario la llamada a WorkingWithIntegers(). De este modo la salida estará menos saturada a medida que trabaje en esta sección:

//WorkWithIntegers();

El // inicia un comentario en C#. Los comentarios son cualquier texto que desea mantener en el código fuente pero que no se ejecuta como código. El compilador no genera ningún código ejecutable a partir de comentarios. Dado que WorkWithIntegers() es un método, solo tiene que comentar una línea.

El lenguaje C# define la prioridad de las diferentes operaciones matemáticas con reglas compatibles con las reglas aprendidas en las operaciones matemáticas. La multiplicación y división tienen prioridad sobre la suma y resta. Explórelo mediante la adición del código siguiente tras la llamada a dotnet run y la ejecución de WorkWithIntegers():

int a = 5;
int b = 4;
int c = 2;
int d = a + b * c;
Console.WriteLine(d);

La salida muestra que la multiplicación se realiza antes que la suma.

Puede forzar la ejecución de un orden diferente de las operaciones si la operación o las operaciones que realizó primero se incluyen entre paréntesis. Agregue las líneas siguientes y ejecute de nuevo:

d = (a + b) * c;
Console.WriteLine(d);

Combine muchas operaciones distintas para indagar más. Agregue algo similar a las líneas siguientes. Pruebe dotnet run de nuevo.

d = (a + b) - 6 * c + (12 * 4) / 3 + 12;
Console.WriteLine(d);

Puede que haya observado un comportamiento interesante de los enteros. La división de enteros siempre genera un entero como resultado, incluso cuando se espera que el resultado incluya un decimal o una parte de una fracción.

Si no ha observado este comportamiento, pruebe este código:

int e = 7;
int f = 4;
int g = 3;
int h = (e + f) / g;
Console.WriteLine(h);

Escriba dotnet run de nuevo para ver los resultados.

Antes de continuar, vamos a tomar todo el código que ha escrito en esta sección y a colocarlo en un nuevo método. Llame a ese nuevo método OrderPrecedence. El código debería tener este aspecto:

// WorkWithIntegers();
OrderPrecedence();

void WorkWithIntegers()
{
    int a = 18;
    int b = 6;
    int c = a + b;
    Console.WriteLine(c);


    // subtraction
    c = a - b;
    Console.WriteLine(c);

    // multiplication
    c = a * b;
    Console.WriteLine(c);

    // division
    c = a / b;
    Console.WriteLine(c);
}

void OrderPrecedence()
{
    int a = 5;
    int b = 4;
    int c = 2;
    int d = a + b * c;
    Console.WriteLine(d);

    d = (a + b) * c;
    Console.WriteLine(d);

    d = (a + b) - 6 * c + (12 * 4) / 3 + 12;
    Console.WriteLine(d);

    int e = 7;
    int f = 4;
    int g = 3;
    int h = (e + f) / g;
    Console.WriteLine(h);
}

Información sobre los límites y la precisión de los enteros

En el último ejemplo se ha mostrado que la división de enteros trunca el resultado. Puede obtener el resto con el operador de módulo, el carácter %. Pruebe el código siguiente tras la llamada de método a OrderPrecedence():

int a = 7;
int b = 4;
int c = 3;
int d = (a + b) / c;
int e = (a + b) % c;
Console.WriteLine($"quotient: {d}");
Console.WriteLine($"remainder: {e}");

El tipo de entero de C# difiere de los enteros matemáticos en un aspecto: el tipo int tiene límites mínimo y máximo. Agregue este código para ver esos límites:

int max = int.MaxValue;
int min = int.MinValue;
Console.WriteLine($"The range of integers is {min} to {max}");

Si un cálculo genera un valor que supera los límites, se producirá una condición de subdesbordamiento o desbordamiento. La respuesta parece ajustarse de un límite al otro. Agregue estas dos líneas para ver un ejemplo:

int what = max + 3;
Console.WriteLine($"An example of overflow: {what}");

Tenga en cuenta que la respuesta está muy próxima al entero mínimo (negativo). Es lo mismo que min + 2. La operación de suma desbordó los valores permitidos para los enteros. La respuesta es un número negativo muy grande porque un desbordamiento "se ajusta" desde el valor de entero más alto posible al más bajo.

Hay otros tipos numéricos con distintos límites y precisiones que podría usar si el tipo int no satisface sus necesidades. Vamos a explorar ahora esos otros tipos. Antes de comenzar la siguiente sección, mueva el código que escribió en esta sección a un método independiente. Denomínelo TestLimits.

Operaciones con el tipo double

El tipo numérico double representa números de punto flotante de doble precisión. Puede que no esté familiarizado con estos términos. Un número de punto flotante resulta útil para representar números no enteros cuya magnitud puede ser muy grande o pequeña. La precisión doble es un término relativo que describe el número de dígitos binarios que se usan para almacenar el valor. Los números de precisión doble tienen el doble del número de dígitos binarios que la precisión sencilla. En los equipos modernos, es más habitual usar números con precisión doble que con precisión sencilla. Los números de precisión sencilla se declaran mediante la palabra clave float. Comencemos a explorar. Agregue el siguiente código y observe el resultado:

double a = 5;
double b = 4;
double c = 2;
double d = (a + b) / c;
Console.WriteLine(d);

Tenga en cuenta que la respuesta incluye la parte decimal del cociente. Pruebe una expresión algo más complicada con tipos double:

double e = 19;
double f = 23;
double g = 8;
double h = (e + f) / g;
Console.WriteLine(h);

El intervalo de un valor double es mucho más amplio que en el caso de los valores enteros. Pruebe el código siguiente debajo del que ha escrito hasta ahora:

double max = double.MaxValue;
double min = double.MinValue;
Console.WriteLine($"The range of double is {min} to {max}");

Estos valores se imprimen en notación científica. El número a la izquierda de E es la mantisa. El número a la derecha es el exponente, como una potencia de diez. Al igual que sucede con los números decimales en las operaciones matemáticas, los tipos double en C# pueden presentar errores de redondeo. Pruebe este código:

double third = 1.0 / 3.0;
Console.WriteLine(third);

Sabe que la repetición de 0.3 un número finito de veces no es exactamente lo mismo que 1/3.

Desafío

Pruebe otros cálculos con números grandes, números pequeños, multiplicaciones y divisiones con el tipo double. Intente realizar cálculos más complicados. Una vez que haya invertido un tiempo en ello, tome el código que ha escrito y colóquelo en un nuevo método. Ponga a ese nuevo método el nombre WorkWithDoubles.

Trabajo con tipos decimales

Hasta el momento ha visto los tipos numéricos básicos en C#: los tipos integer y double. Pero hay otro tipo más que debe conocer: decimal. El tipo decimal tiene un intervalo más pequeño, pero mayor precisión que double. Observemos lo siguiente:

decimal min = decimal.MinValue;
decimal max = decimal.MaxValue;
Console.WriteLine($"The range of the decimal type is {min} to {max}");

Tenga en cuenta que el intervalo es más pequeño que con el tipo double. Puede observar una precisión mayor con el tipo decimal si prueba el siguiente código:

double a = 1.0;
double b = 3.0;
Console.WriteLine(a / b);

decimal c = 1.0M;
decimal d = 3.0M;
Console.WriteLine(c / d);

El sufijo M en los números es la forma de indicar que una constante debe usar el tipo decimal. De no ser así, el compilador asume el tipo de double.

Nota:

La letra M se eligió como la letra más distintiva visualmente entre las palabras clave double y decimal.

Observe que la expresión matemática con el tipo decimal tiene más dígitos a la derecha del punto decimal.

Desafío

Ahora que ya conoce los diferentes tipos numéricos, escriba código para calcular el área de un círculo cuyo radio sea de 2,50 centímetros. Recuerde que el área de un circulo es igual al valor de su radio elevado al cuadrado multiplicado por Pi. Sugerencia: .NET contiene una constante de Pi, Math.PI, que puede usar para ese valor. Math.PI, al igual que todas las constantes declaradas en el espacio de nombres System.Math, es un valor double. Por ese motivo, debe usar double en lugar de valores decimal para este desafío.

Debe obtener una respuesta entre 19 y 20. Puede comprobar la respuesta si consulta el ejemplo de código terminado en GitHub.

Si lo desea, pruebe con otras fórmulas.

Ha completado el inicio rápido "Números en C#". Puede continuar con la guía de inicio rápido Ramas y bucles en su propio entorno de desarrollo.

En estos temas encontrará más información sobre los números en C#: