C# 型別轉換大全：從裝箱拆箱到數值、字元、字串、位元組、十六進位、日期時間的完整互轉指南

前言：C# 型別系統的核心——統一型別系統

C# 所有型別（值型別、參考型別）皆隱含繼承自 System.Object。值型別（int、struct、enum）在需要當作物件使用時，會自動**裝箱**為堆上物件；取回值時**拆箱**。理解這機制，才能寫出高效能、無 Bug 的轉換代碼。

1. 別名與系統型別對照表

驗證別名：typeof(int) == typeof(System.Int32) 為 true。

2. 數值型別隱式/顯式轉換

// 隱式：小 → 大，無資料遺失
byte b = 10;
short s = b;  // OK
int i = s;    // OK
long l = i;   // OK
float f = l;  // OK
double d = f; // OK

// 顯式：大 → 小，可能溢位/截斷
int x = 300;
byte y = (byte)x; // y = 44 (300 % 256)
checked { byte z = (byte)x; } // 拋 OverflowException

// 浮點 → 整數：截斷小數
double pi = 3.14159;
int ipi = (int)pi; // 3

// decimal 需顯式轉雙精度
decimal m = 1.23m;
double dm = (double)m;

最佳實踐：財務計算嚴禁 float/double，統一用 decimal；轉換前用 checked 區塊或手動檢查範圍。

3. 字元與編碼互轉

char c = 'A';
int ascii = (int)c;        // 65
char c2 = (char)65;        // 'A'

char zh = '中';
int unicode = (int)zh;     // 20013 (0x4E2D)
char zh2 = (char)20013;    // '中'

// 取得字串中每字元編碼
foreach (char ch in "Hello中文")
    Console.WriteLine($"'{ch}' = U+{(int)ch:X4}");

4. 數值 ⇄ 字串

// 數值 → 字串
int n = 42;
string s1 = n.ToString();           // "42"
string s2 = n.ToString("D5");       // "00042"
string s3 = n.ToString("X");        // "2A" (十六進位大寫)
string s4 = n.ToString("X4");       // "002A"
string s5 = 3.14159.ToString("F2"); // "3.14"
string s6 = 1234.5.ToString("N");   // "1,234.50"
string s7 = 0.25.ToString("P");     // "25.00 %"

// 字串 → 數值
int a = int.Parse("42");
bool ok = int.TryParse("abc", out int b); // false, b=0
double d = double.Parse("3.14", System.Globalization.CultureInfo.InvariantCulture);
// 處理千分位、貨幣符號
int c = int.Parse("1,234", System.Globalization.NumberStyles.AllowThousands);

5. 字串 ⇄ 字元陣列 / 位元組陣列

string str = "Hello";
// 字串 → char[]
char[] chars = str.ToCharArray();
// char[] → 字串
string s = new string(chars);
string s2 = new string(chars, 1, 3); // "ell" (索引1起長度3)

// 字串 → byte[] (指定編碼)
byte[] utf8 = Encoding.UTF8.GetBytes(str);
byte[] ascii = Encoding.ASCII.GetBytes(str);
byte[] unicode = Encoding.Unicode.GetBytes(str); // Little-Endian UTF-16
byte[] bigEndian = Encoding.BigEndianUnicode.GetBytes(str);

// byte[] → 字串
string restored = Encoding.UTF8.GetString(utf8);
string partial = Encoding.UTF8.GetString(utf8, 1, 3);

關鍵差異：Encoding.Default (ANSI 代碼頁) vs Encoding.Unicode (UTF-16LE) vs Encoding.UTF8。中文在 Default 佔 2 bytes，在 Unicode/UTF-8 佔 2/3 bytes。

6. 數值型別 ⇄ 位元組陣列

using System.Buffers.Binary; // .NET Core 2.1+ / .NET 5+ 高效能
using System.BitConverter;   // 傳統

int val = 0x01020304;
byte[] bytes = BitConverter.GetBytes(val); // 小端序：04 03 02 01
// 或指定端序
BinaryPrimitives.WriteInt32BigEndian(bytes, val); // 01 02 03 04

// 反向
int fromBytes = BitConverter.ToInt32(bytes, 0);
int fromBE = BinaryPrimitives.ReadInt32BigEndian(bytes);

// 結構體序列化
struct Vec3 { public float X, Y, Z; }
Vec3 v = new Vec3 { X=1, Y=2, Z=3 };
byte[] buf = new byte[12];
BinaryPrimitives.WriteSingleBigEndian(buf[0..4], v.X);
BinaryPrimitives.WriteSingleBigEndian(buf[4..8], v.Y);
BinaryPrimitives.WriteSingleBigEndian(buf[8..12], v.Z);

7. 十六進位字串互轉

// 數值 → 十六進位字串
int n = 188;
string hex1 = n.ToString("X");   // "BC"
string hex2 = n.ToString("X4");  // "00BC"
string hex3 = n.ToString("x");   // "bc"

// 十六進位字串 → 數值
int m1 = int.Parse("BC", System.Globalization.NumberStyles.HexNumber);
int m2 = Convert.ToInt32("BC", 16);
int m3 = int.Parse("00BC", System.Globalization.NumberStyles.HexNumber);

// 位元組陣列 → 連續十六進位字串
byte[] data = { 0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF };
string hex = BitConverter.ToString(data).Replace("-", ""); // "DEADBEEF"
string hex2 = string.Concat(data.Select(b => b.ToString("X2")));

8. 日期時間與長整數 (Ticks/OADate) 互轉

DateTime now = DateTime.Now;

// Ticks：從 0001-01-01 00:00:00 起的 100ns 間隔數
long ticks = now.Ticks;
DateTime fromTicks = new DateTime(ticks);

// OADate：OLE Automation Date（Double），整數部=日期，小數部=時間
// 相容 VB6 / Excel / COM
double oa = now.ToOADate();           // 例：45321.65432
DateTime fromOA = DateTime.FromOADate(oa);

// Unix 時間戳（秒/毫秒）
long unixSec = ((DateTimeOffset)now).ToUnixTimeSeconds();
long unixMs = ((DateTimeOffset)now).ToUnixTimeMilliseconds();
DateTime fromUnix = DateTimeOffset.FromUnixTimeSeconds(unixSec).DateTime;

9. 日期時間格式化輸出

DateTime dt = new DateTime(2024, 1, 15, 14, 30, 45);
dt.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");     // 2024-01-15 14:30:45
dt.ToString("yyyy/MM/dd");              // 2024/01/15
dt.ToString("yyyy年M月d日");             // 2024年1月15日
dt.ToString("HH:mm");                   // 14:30
dt.ToString("tt hh:mm");                // 下午 02:30
dt.ToString("ddd, dd MMM yyyy HH':'mm':'ss 'GMT'", CultureInfo.InvariantCulture); // RFC1123

// 包含字面字元需用單引號跳脫
dt.ToString("'Year:' yyyy 'Month:' MM"); // Year: 2024 Month: 01

10. 進階：Span/ Memory 高效能轉換

// .NET Core 2.1+ 避免分配 byte[]
int value = 12345;
Span buffer = stackalloc byte[4];
BinaryPrimitives.WriteInt32LittleEndian(buffer, value);
// 直接寫入 Socket/Stream
socket.Send(buffer);

總結速查表