C#入门
C#（C-Sharp）是一种现代、面向对象的编程语言，由微软开发，最初是为.NET框架设计的。它是一种类型安全、简洁且功能强大的语言，广泛用于开发桌面应用程序、Web应用程序、移动应用程序、游戏开发等。
1. 基本特性
- 面向对象：C#是面向对象的编程语言，支持类、对象、继承、多态、封装等基本的面向对象概念。
- 类型安全：C#是一种类型安全的语言，这意味着它会在编译时检查数据类型的正确性，避免常见的类型错误。
- 垃圾回收：C#有自动垃圾回收机制（GC），这意味着开发者不需要手动管理内存分配和回收，减少了内存泄漏的风险。
- 跨平台：通过.NET Core（现在是.NET 5及之后版本），C#支持在多个平台（Windows、Linux、macOS）上开发和运行应用。
2. 语言结构
- 变量和数据类型：C#有一套丰富的内建数据类型，包括基本类型（如整数、浮点数、字符）、结构、枚举、数组等。
- 控制结构：标准的控制结构如
if、else、switch、for、foreach、while等。 - 方法和函数：方法是C#中的核心，用来执行具体操作，可以有参数、返回值。
- 委托和事件：C#支持委托（类似于函数指针），并用于事件驱动编程。
3. 面向对象编程（OOP）
- 类和对象：C#的核心是类和对象。类是对象的蓝图，定义了对象的属性和行为。
- 继承：允许子类继承父类的属性和方法。
- 多态：通过继承或接口实现方法重写，允许不同对象对相同方法进行不同的实现。
- 封装：通过访问修饰符（如
private、public）控制对类成员的访问。
4. 异常处理
C#通过try、catch、finally块处理异常，提供了一种结构化的方式来捕获和处理运行时错误，确保程序不会因为错误而崩溃。
5. LINQ（语言集成查询）
C#的LINQ功能允许开发者以声明性的方式查询各种数据源（如数组、集合、数据库等），它使得数据操作更加简洁且易于理解。
6. C#与.NET
C#与.NET框架紧密结合，.NET提供了一整套丰富的类库和开发工具，使得C#成为开发Web应用、桌面应用、API、微服务、云服务等非常理想的选择。
- ASP.NET：C#用来开发Web应用程序和Web API。
- Xamarin：用C#开发跨平台移动应用。
- Unity：C#在游戏开发中也非常流行，Unity引擎广泛使用C#进行游戏开发。
7. 异步编程
C#支持异步编程，通过async和await关键字，可以方便地进行异步操作，提升应用的响应能力和性能，尤其是在处理I/O密集型操作时（如文件读取、网络请求等）。
8. 跨平台与云开发
通过.NET Core（现为.NET 5及以后版本），C#实现了跨平台开发，允许在Windows、Linux、macOS等不同操作系统上运行程序。此外，C#也广泛应用于云开发，特别是在Azure云平台中。
9. 社区和生态
C#的社区活跃，微软和其他开发者社区不断推出新的库、工具和框架，支持开发者快速解决各种开发问题。GitHub、Stack Overflow等平台都有大量的资源供学习和参考。
C#的应用场景：
- Web开发：利用ASP.NET开发网站和Web API。
- 桌面应用：开发Windows桌面应用（使用WinForms或WPF）。
- 移动应用：通过Xamarin开发跨平台的iOS和Android应用。
- 游戏开发：使用Unity引擎开发游戏。
- 企业应用：在企业级系统中，C#是构建高效、可靠应用的理想选择。
代码讲解
第一个简单的例子：打印“Hello, World!”
using System;
class Program
{
static void Main()
{
Console.WriteLine("Hello, World!");
}
}
解释：
using System;是导入一个命名空间，它提供了很多常用的功能，比如打印输出、读输入等。class Program定义了一个类，类是C#程序的基本结构。static void Main()是程序的入口点，C#的程序从这里开始执行。Console.WriteLine("Hello, World!");这行代码会在控制台输出一行文本。
接下来我们讲解一些C#的基本概念，比如变量、数据类型、运算符等。
1. 变量与数据类型
在C#中，我们需要声明变量，并指定它们的数据类型。常见的数据类型包括整数、浮动小数、字符、布尔值等。
using System;
class Program
{
static void Main()
{
// 整数类型
int age = 25;
// 浮动小数类型
double height = 1.75;
// 字符类型
char initial = 'J';
// 布尔类型
bool isStudent = true;
// 输出变量的值
Console.WriteLine("Age: " + age);
Console.WriteLine("Height: " + height);
Console.WriteLine("Initial: " + initial);
Console.WriteLine("Is Student: " + isStudent);
}
}
解释：
int表示整数类型，可以存储没有小数部分的数字。double表示浮动小数类型，可以存储带小数点的数字。char用来表示一个字符，通常是单引号包围的单个字符。bool用来表示布尔值，值只有true或false。
2. 操作符
C#支持许多常见的操作符，如加法、减法、乘法等。
例子：
using System;
class Program
{
static void Main()
{
int a = 10;
int b = 5;
// 加法
Console.WriteLine("a + b = " + (a + b));
// 减法
Console.WriteLine("a - b = " + (a - b));
// 乘法
Console.WriteLine("a * b = " + (a * b));
// 除法
Console.WriteLine("a / b = " + (a / b));
// 取余
Console.WriteLine("a % b = " + (a % b));
}
}
解释：
+加法-减法*乘法/除法%取余（求余数）
3. 条件语句（if、else、switch）
条件语句用来根据不同的条件执行不同的代码。
例子：if 和 else
using System;
class Program
{
static void Main()
{
int number = 10;
if (number > 0)
{
Console.WriteLine("The number is positive.");
}
else if (number < 0)
{
Console.WriteLine("The number is negative.");
}
else
{
Console.WriteLine("The number is zero.");
}
}
}
解释：
if用来检查条件是否为真，如果为真就执行相关代码。else if用来检查另外一个条件，如果第一个条件不成立时会继续检查下一个条件。else用来执行默认的代码，通常是当其他条件都不满足时。
例子：switch 语句
using System;
class Program
{
static void Main()
{
int day = 3;
switch (day)
{
case 1:
Console.WriteLine("Monday");
break;
case 2:
Console.WriteLine("Tuesday");
break;
case 3:
Console.WriteLine("Wednesday");
break;
default:
Console.WriteLine("Invalid day");
break;
}
}
}
解释：
switch根据不同的值执行不同的代码，适合用来处理多个条件。- 每个
case都是一个条件，如果匹配上了，就会执行对应的代码。break用来结束switch语句。
4. 循环语句（for、while、foreach）
循环语句用于重复执行某些操作。
例子：for 循环
using System;
class Program
{
static void Main()
{
for (int i = 1; i <= 5; i++)
{
Console.WriteLine("i = " + i);
}
}
}
解释：
for循环通常用来在一个范围内重复执行代码。i是循环变量，初始化为 1，每次循环i增加 1，直到i大于 5。- 循环会执行 5 次，输出
i = 1到i = 5。
例子：while 循环
using System;
class Program
{
static void Main()
{
int i = 1;
while (i <= 5)
{
Console.WriteLine("i = " + i);
i++; // 增加 i 的值
}
}
}
解释：
while循环会在条件为真的时候继续执行，直到条件变为假。- 这里，
i从 1 开始，直到i大于 5 时，循环停止。
例子：foreach 循环
using System;
class Program
{
static void Main()
{
string[] fruits = { "Apple", "Banana", "Cherry" };
foreach (string fruit in fruits)
{
Console.WriteLine(fruit);
}
}
}
5. 数组
数组用来存储多个相同类型的数据。在C#中，数组的大小是固定的。
例子：声明和使用数组
using System;
class Program
{
static void Main()
{
int[] numbers = { 1, 2, 3, 4, 5 };
// 访问数组中的元素
Console.WriteLine("The first number is " + numbers[0]);
Console.WriteLine("The last number is " + numbers[4]);
// 遍历数组
for (int i = 0; i < numbers.Length; i++)
{
Console.WriteLine("Number at index " + i + ": " + numbers[i]);
}
}
}
解释：
- 数组使用
[]来声明，数组中的元素是有序的，可以通过索引来访问。 numbers.Length返回数组的长度，用来控制遍历的次数。
接下来我们继续学习一些更加进阶的概念，包括方法、类与对象、以及面向对象编程的基本原则。
6. 方法（Functions）
方法是可以复用的代码块，它们执行某些操作并返回结果。在C#中，我们通过方法来封装逻辑，增强代码的可读性和可维护性。
例子：声明和使用方法
using System;
class Program
{
// 声明一个方法，返回一个整数
static int Add(int a, int b)
{
return a + b;
}
static void Main()
{
int result = Add(5, 3); // 调用 Add 方法
Console.WriteLine("The sum is: " + result);
}
}
解释：
static int Add(int a, int b)是一个方法声明，int表示返回类型，a和b是方法的参数。return a + b;返回a和b的和。- 在
Main方法中，我们调用Add(5, 3)，并将返回的结果存储在result中。
7. 类与对象
C# 是一种面向对象编程语言。类是对象的模板，它定义了对象的属性和行为。
例子：创建一个类并实例化对象
using System;
class Car
{
// 属性（字段）
public string Make;
public string Model;
public int Year;
// 方法（行为）
public void Start()
{
Console.WriteLine("The car is starting.");
}
public void Stop()
{
Console.WriteLine("The car has stopped.");
}
}
class Program
{
static void Main()
{
// 创建一个 Car 类的对象
Car myCar = new Car();
myCar.Make = "Toyota";
myCar.Model = "Corolla";
myCar.Year = 2020;
// 调用对象的方法
myCar.Start();
Console.WriteLine($"My car is a {myCar.Year} {myCar.Make} {myCar.Model}.");
myCar.Stop();
}
}
解释：
Car类有三个属性：Make（品牌），Model（型号），Year（年份），以及两个方法：Start()和Stop()。- 在
Main方法中，我们创建了一个Car类的对象myCar，并为它的属性赋值。 - 我们调用
myCar.Start()和myCar.Stop()方法来模拟启动和停止汽车。
8. 构造函数
构造函数是一个特殊的方法，用于初始化对象。当你创建一个新对象时，构造函数会自动调用。
例子：构造函数
using System;
class Car
{
// 属性
public string Make;
public string Model;
public int Year;
// 构造函数
public Car(string make, string model, int year)
{
Make = make;
Model = model;
Year = year;
}
// 方法
public void Start()
{
Console.WriteLine("The car is starting.");
}
public void Stop()
{
Console.WriteLine("The car has stopped.");
}
}
class Program
{
static void Main()
{
// 创建 Car 类的对象并传递参数给构造函数
Car myCar = new Car("Toyota", "Corolla", 2020);
// 调用对象的方法
myCar.Start();
Console.WriteLine($"My car is a {myCar.Year} {myCar.Make} {myCar.Model}.");
myCar.Stop();
}
}
解释：
public Car(string make, string model, int year)是构造函数，它的作用是在对象创建时为属性赋初值。- 当我们创建
Car对象时，通过构造函数传递了Make、Model和Year的值。
9. 继承
继承是面向对象编程的一个重要特性，它允许一个类继承另一个类的属性和方法。子类可以在继承父类的功能的基础上，进行扩展和修改。
例子：继承
using System;
class Animal
{
public string Name;
public void Eat()
{
Console.WriteLine($"{Name} is eating.");
}
}
class Dog : Animal
{
public void Bark()
{
Console.WriteLine($"{Name} is barking.");
}
}
class Program
{
static void Main()
{
Dog myDog = new Dog();
myDog.Name = "Buddy";
myDog.Eat(); // 从 Animal 类继承来的方法
myDog.Bark(); // Dog 类自己的方法
}
}
解释：
Dog类继承了Animal类，因此它可以使用Animal类中的Name属性和Eat()方法。Dog类新增了一个Bark()方法。- 创建
myDog对象后，它不仅能吃（继承自Animal），还能叫（Dog类特有的功能）。
10. 多态
多态是指一个对象可以通过父类的引用调用子类的方法。通过多态，程序可以动态决定调用哪个方法，增强了程序的灵活性。
例子：多态
using System;
class Animal
{
public virtual void Speak()
{
Console.WriteLine("The animal makes a sound.");
}
}
class Dog : Animal
{
public override void Speak()
{
Console.WriteLine("The dog barks.");
}
}
class Cat : Animal
{
public override void Speak()
{
Console.WriteLine("The cat meows.");
}
}
class Program
{
static void Main()
{
Animal myAnimal = new Animal();
Animal myDog = new Dog();
Animal myCat = new Cat();
myAnimal.Speak(); // 输出：The animal makes a sound.
myDog.Speak(); // 输出：The dog barks.
myCat.Speak(); // 输出：The cat meows.
}
}
解释：
Speak()方法在Animal类中是一个虚方法（virtual），意味着它可以被子类重写。Dog和Cat类分别重写了Speak()方法，实现了自己的版本。- 在
Main方法中，我们用Animal类型的引用指向Dog和Cat类的对象，展示了多态的特性：即便是Animal类型的引用，程序会根据实际对象的类型调用对应的Speak()方法。
继续深入学习，我们将探讨一些更高级的 C# 概念，如接口、异常处理、集合类型、LINQ 等。
11. 接口（Interface）
接口是 C# 中的一种抽象类型，它定义了一组方法和属性，但不提供具体的实现。接口是面向对象编程中实现多态和解耦的常用方式。
例子：接口的使用
using System;
interface IDriveable
{
void Start();
void Stop();
}
class Car : IDriveable
{
public void Start()
{
Console.WriteLine("The car is starting.");
}
public void Stop()
{
Console.WriteLine("The car has stopped.");
}
}
class Program
{
static void Main()
{
IDriveable myCar = new Car();
myCar.Start();
myCar.Stop();
}
}
解释：
IDriveable是一个接口，定义了两个方法：Start()和Stop()，但没有实现。Car类实现了IDriveable接口，因此它必须提供Start()和Stop()方法的具体实现。- 在
Main方法中，我们通过接口IDriveable来操作Car对象，实现了面向接口编程。
12. 异常处理（Exception Handling）
异常处理用来处理程序运行时可能出现的错误。在 C# 中，我们使用 try、catch、finally 来捕获和处理异常。
例子：异常处理
using System;
class Program
{
static void Main()
{
try
{
int result = 10 / 0; // 会抛出除零异常
}
catch (DivideByZeroException ex)
{
Console.WriteLine("Error: Cannot divide by zero.");
Console.WriteLine(ex.Message);
}
finally
{
Console.WriteLine("This will always run.");
}
}
}
解释：
try块中放置可能引发异常的代码。catch块用来捕获特定的异常并处理，例如这里捕获DivideByZeroException。finally块的代码无论是否发生异常都会执行，常用来释放资源。
13. 集合类型
C# 提供了多种集合类型，常见的有 List、Dictionary、Queue、Stack 等，它们用于存储和管理多个元素。
例子：使用 List
using System;
using System.Collections.Generic;
class Program
{
static void Main()
{
List fruits = new List();
fruits.Add("Apple");
fruits.Add("Banana");
fruits.Add("Cherry");
// 遍历 List
foreach (string fruit in fruits)
{
Console.WriteLine(fruit);
}
// 移除元素
fruits.Remove("Banana");
// 查找元素
Console.WriteLine("List contains 'Banana': " + fruits.Contains("Banana"));
}
}
解释：
List是一个泛型集合，可以存储任意类型的数据，并且具有动态大小。- 使用
Add()方法可以向List中添加元素，使用Remove()方法删除元素，使用Contains()方法检查是否包含某个元素。
例子：使用 Dictionary
using System;
using System.Collections.Generic;
class Program
{
static void Main()
{
Dictionary people = new Dictionary();
people.Add(1, "Alice");
people.Add(2, "Bob");
people.Add(3, "Charlie");
// 查找元素
Console.WriteLine("Person with ID 2: " + people[2]);
// 遍历 Dictionary
foreach (var person in people)
{
Console.WriteLine($"ID: {person.Key}, Name: {person.Value}");
}
}
}
解释：
Dictionary是一个键值对集合，可以根据键（Key）快速访问值（Value）。- 使用
Add()方法向字典中添加元素，使用[]运算符根据键来查找元素。
14. LINQ（Language Integrated Query）
LINQ 是一种用于查询集合的强大工具，可以通过声明式的方式对数据进行操作。LINQ 可以用于数组、集合、数据库等数据源。
例子：使用 LINQ 查询集合
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
class Program
{
static void Main()
{
List numbers = new List { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };
// 使用 LINQ 查询偶数
var evenNumbers = from num in numbers
where num % 2 == 0
select num;
Console.WriteLine("Even numbers:");
foreach (var num in evenNumbers)
{
Console.WriteLine(num);
}
}
}
解释：
- 使用
from、where、select语法，我们可以很方便地从集合中筛选出偶数。 - LINQ 的查询是懒加载的，只有在实际遍历结果时才会执行查询。
15. 属性（Property）
属性是 C# 中的一个概念，它允许你定义类的字段（数据成员），并为它们提供访问器（getter）和修改器（setter）。
例子：使用属性
using System;
class Person
{
private string name; // 私有字段
// 公共属性
public string Name
{
get { return name; }
set { name = value; }
}
}
class Program
{
static void Main()
{
Person person = new Person();
person.Name = "John"; // 设置属性值
Console.WriteLine("Person's name is: " + person.Name); // 获取属性值
}
}
解释：
Name是一个公共属性，使用get和set访问器来控制对私有字段name的访问。- 通过
person.Name = "John"设置值，通过person.Name获取值。
16. 字符串操作
C# 提供了丰富的字符串操作方法，例如连接、拆分、替换、查找等。
例子：字符串操作
using System;
class Program
{
static void Main()
{
string sentence = "Hello, world!";
// 字符串连接
string greeting = "Good " + "Morning";
Console.WriteLine(greeting); // 输出: Good Morning
// 字符串替换
string newSentence = sentence.Replace("world", "C#");
Console.WriteLine(newSentence); // 输出: Hello, C#!
// 字符串拆分
string[] words = sentence.Split(',');
foreach (var word in words)
{
Console.WriteLine(word); // 输出: Hello 和 world!
}
// 查找子字符串
Console.WriteLine(sentence.Contains("world")); // 输出: True
}
}
解释：
Replace()方法用于替换字符串中的部分内容。Split()方法根据指定的分隔符将字符串拆分成数组。Contains()方法检查字符串中是否包含指定的子字符串。