C#基础

C# 简介

C# 是一个现代的、通用的、面向对象的编程语言，它是由微软（Microsoft）开发的，由 Ecma 和 ISO 核准认可的。

C# 是由 Anders Hejlsberg 和他的团队在 .Net 框架开发期间开发的。

C# 是专为公共语言基础结构（CLI）设计的。CLI 由可执行代码和运行时环境组成，允许在不同的计算机平台和体系结构上使用各种高级语言。

下面列出了 C# 成为一种广泛应用的专业语言的原因：

• 现代的、通用的编程语言。
• 面向对象。
• 面向组件。
• 容易学习。
• 结构化语言。
• 它产生高效率的程序。
• 它可以在多种计算机平台上编译。
• .Net 框架的一部分。

C# 语言是适用于 .NET 平台（免费的跨平台开源开发环境）的最流行语言。

C# 是一种跨平台的通用语言，基于面向对象的原则，大多数 .NET 运行时和库都是用 C# 编写的。

C# 强大的编程功能

虽然 C# 的构想十分接近于传统高级语言 C 和 C++，是一门面向对象的编程语言，但是它与 Java 非常相似，有许多强大的编程功能，因此得到广大程序员的青睐。

下面列出 C# 一些重要的功能：

• 布尔条件（Boolean Conditions）
• 自动垃圾回收（Automatic Garbage Collection）
• 标准库（Standard Library）
• 组件版本（Assembly Versioning）
• 属性（Properties）和事件（Events）
• 委托（Delegates）和事件管理（Events Management）
• 易于使用的泛型（Generics）
• 索引器（Indexers）
• 条件编译（Conditional Compilation）
• 简单的多线程（Multithreading）
• LINQ 和 Lambda 表达式
• 集成 Windows

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.Net 框架（.Net Framework）

.Net 框架是一个创新的平台，能帮您编写出下面类型的应用程序：

• Windows 应用程序
• Web 应用程序
• Web 服务

.Net 框架应用程序是多平台的应用程序。框架的设计方式使它适用于下列各种语言：C#、C++、Visual Basic、Jscript、COBOL 等等。所有这些语言可以访问框架，彼此之间也可以互相交互。

.Net 框架由一个巨大的代码库组成，用于 C# 等客户端语言。下面列出一些 .Net 框架的组件：

• 公共语言运行库（Common Language Runtime - CLR）
• .Net 框架类库（.Net Framework Class Library）
• 公共语言规范（Common Language Specification）
• 通用类型系统（Common Type System）
• 元数据（Metadata）和组件（Assemblies）
• Windows 窗体（Windows Forms）
• ASP.Net 和 ASP.Net AJAX
• ADO.Net
• Windows 工作流基础（Windows Workflow Foundation - WF）
• Windows 显示基础（Windows Presentation Foundation）
• Windows 通信基础（Windows Communication Foundation - WCF）
• LINQ

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C# 程序结构

在我们学习 C# 编程语言的基础构件块之前，让我们先看一下 C# 的最小的程序结构，以便作为接下来章节的参考。

C# Hello World 实例

一个 C# 程序主要包括以下部分：

• 命名空间声明（Namespace declaration）
• 一个 class
• Class 方法
• Class 属性
• 一个 Main 方法
• 语句（Statements）& 表达式（Expressions）
• 注释

using System;
namespace HelloWorldApplication
{
   class HelloWorld
   {
      static void Main(string[] args)
      {
         /* 我的第一个 C# 程序*/
         Console.WriteLine("Hello World");
         Console.ReadKey();
      }
   }
}

让我们看一下上面程序的各个部分：

• 程序的第一行 using System; - using 关键字用于在程序中包含 System 命名空间。 一个程序一般有多个 using 语句。
• 下一行是 namespace 声明。一个 namespace 里包含了一系列的类。HelloWorldApplication 命名空间包含了类 HelloWorld。
• 下一行是 class 声明。类 HelloWorld 包含了程序使用的数据和方法声明。类一般包含多个方法。方法定义了类的行为。在这里，HelloWorld 类只有一个 Main 方法。
• 下一行定义了 Main 方法，是所有 C# 程序的 入口点。Main 方法说明当执行时 类将做什么动作。
• 下一行 /*...*/ 将会被编译器忽略，且它会在程序中添加额外的 注释。
• Main 方法通过语句 Console.WriteLine("Hello World"); 指定了它的行为。

  WriteLine 是一个定义在 System 命名空间中的 Console 类的一个方法。该语句会在屏幕上显示消息 "Hello, World!"。

• 最后一行 Console.ReadKey(); 是针对 VS.NET 用户的。这使得程序会等待一个按键的动作，防止程序从 Visual Studio .NET 启动时屏幕会快速运行并关闭。

以下几点值得注意：

• C# 是大小写敏感的。
• 所有的语句和表达式必须以分号（;）结尾。
• 程序的执行从 Main 方法开始。
• 与 Java 不同的是，文件名可以不同于类的名称。

点击 Run 按钮或者按下 F5 键来运行程序。会出现一个命令提示符窗口（Command Prompt window），显示 Hello World。

 在 C# 9 之前，入口点是名为 Main 的静态方法。下面的示例使用顶级语句作为程序的入口点。 C# 9 中添加了此功能。

// A skeleton of a C# program

using System;

// Your program starts here:

Console.WriteLine("Hello world!");

namespace YourNamespace {}

顶级语句 - 不使用 Main 方法的程序 - C# | Microsoft Learn

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C# 基本语法

C# 是一种面向对象的编程语言。在面向对象的程序设计方法中，程序由各种相互交互的对象组成。相同种类的对象通常具有相同的类型，或者说，是在相同的 class 中。

using System;

namespace ConsoleApp1
{
    class Rectangle
    {
        double length;
        double width;
        public void Acceptdetails()
        {
            length = 4.5;
            width = 3.5;
        }
        public double GetArea()
        {
            return length * width;
        }
        public void Display()
        {
            Console.WriteLine("length :{0}", length);
            Console.WriteLine("width:{0}", width);
            Console.WriteLine("Area:{0}", GetArea());
        }
        static void Main(String[] args)
        {
            Rectangle r = new Rectangle();
            r.Acceptdetails();
            r.Display();
            Console.ReadKey();
        }
    }
   /* class ExecuteRectangle
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Rectangle r = new Rectangle();
            r.Acceptdetails();
            r.Display();
            Console.ReadKey();
        }
    }*/
   
}

using 关键字

在任何 C# 程序中的第一条语句都是：

using System;

using 关键字用于在程序中包含命名空间。一个程序可以包含多个 using 语句。

class 关键字

class 关键字用于声明一个类。

C# 中的注释

注释是用于解释代码。编译器会忽略注释的条目。在 C# 程序中，多行注释以 /* 开始，并以字符 */ 终止，如下所示：

/* This program demonstrates
The basic syntax of C# programming 
Language */

单行注释是用 '//' 符号表示。例如：

}//end class Rectangle    

成员变量

变量是类的属性或数据成员，用于存储数据。在上面的程序中，Rectangle 类有两个成员变量，名为 length 和 width。

成员函数

函数是一系列执行指定任务的语句。类的成员函数是在类内声明的。我们举例的类 Rectangle 包含了三个成员函数： AcceptDetails、GetArea 和 Display。

实例化一个类

在上面的程序中，类 ExecuteRectangle 是一个包含 Main() 方法和实例化 Rectangle 类的类。

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标识符

标识符是用来识别类、变量、函数或任何其它用户定义的项目。在 C# 中，类的命名必须遵循如下基本规则：

• 标识符必须以字母、下划线或 @ 开头，后面可以跟一系列的字母、数字（ 0 - 9 ）、下划线（ _ ）、@。
• 标识符中的第一个字符不能是数字。
• 标识符必须不包含任何嵌入的空格或符号，比如 ? - +! # % ^ & * ( ) [ ] { } . ; : " ' / \。
• 标识符不能是 C# 关键字。除非它们有一个 @ 前缀。 例如，@if 是有效的标识符，但 if 不是，因为 if 是关键字。
• 标识符必须区分大小写。大写字母和小写字母被认为是不同的字母。
• 不能与C#的类库名称相同。

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C# 关键字

关键字是 C# 编译器预定义的保留字。这些关键字不能用作标识符，但是，如果您想使用这些关键字作为标识符，可以在关键字前面加上 @ 字符作为前缀。

在 C# 中，有些关键字在代码的上下文中有特殊的意义，如 get 和 set，这些被称为上下文关键字（contextual keywords）。

下表列出了 C# 中的保留关键字（Reserved Keywords）和上下文关键字（Contextual Keywords）：

保留关键字
abstract	as	base	bool	break	byte	case
catch	char	checked	class	const	continue	decimal
default	delegate	do	double	else	enum	event
explicit	extern	false	finally	fixed	float	for
foreach	goto	if	implicit	in	in (generic modifier)	int
interface	internal	is	lock	long	namespace	new
null	object	operator	out	out (generic modifier)	override	params
private	protected	public	readonly	ref	return	sbyte
sealed	short	sizeof	stackalloc	static	string	struct
switch	this	throw	true	try	typeof	uint
ulong	unchecked	unsafe	ushort	using	virtual	void
volatile	while
上下文关键字
add	alias	ascending	descending	dynamic	from	get
global	group	into	join	let	orderby	partial (type)
partial (method)	remove	select	set

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说明：

static void Main(string[] args)
{
    Console.WriteLine("A:{0}，a:{1}",65,97);
    Console.ReadLine();
}

运行结果：

A:65，a:97

当 WriteLine() 函数有多个参数时，输出第一个参数中的内容，而第二个参数中的内容替换掉第一个参数中对应位置的占位符一起输出。

如果第一个参数没有留占位符,那么第二个参数内容不输出.

Console.WriteLine("A:,a:",65,97);

运行结果：

A:,a:

占位符从零开始计数,且占位符中的数字不能大于第二个参数的个数减一(要求占位符必须有可替换的值).

占位符数字与第二个参数字符位置一一对应.

static void Main(string[] args)
{
    Console.WriteLine("A:{1}，a:{0}",65,97);
    Console.ReadLine();
}

运行结果：

A:97,a:65

Console.WriteLine("A:{0}，a:{1}", 65); //错误

C# 中 // 注释和 /// 注释的区别

/// 会被编译， // 不会

所以使用 /// 会减慢编译的速度（但不会影响执行速度）

/// 会在其它的人调用你的代码时提供智能感知

/// 也是一种注释，但是这种注释主要有两种作用：

•  1.这些注释能够生成一个XML文件。这样呢,看起来会对程序的内容一目了然。
•  2.以这种方式对你的类，属性，方法等等加上注释之后，当你在其他地方使用以这种方式加上的类，属性，方法等等地时候，黄色的提示框里面会把你写的注释显示出来，是你更加明白你要使用的功能的作用。

/// <summary>
///定义用户姓名属性，该属性为可读可写属性
/// </summary>

C# 编码的时候，常常涉及代码注释，常见的注释包括两类：

•  1）单行注释。格式：// Comments
•  2）多行注释。格式：/* Comments... */

C# 引入了新的 XML 注释，即我们在某个函数前新起一行，输入 ///，VS.Net 会自动增加XML格式的注释，这里整理一下可用的XML注释。 XML 注释分为一级注释（Primary Tags）和二级注释（Secondary Tags），前者可以单独存在，后者必须包含在一级注释内部。

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C# 数据类型

在 C# 中，变量分为以下几种类型：

• 值类型（Value types）
• 引用类型（Reference types）
• 指针类型（Pointer types）

值类型（Value types）

值类型变量可以直接分配给一个值。它们是从类 System.ValueType 中派生的。

值类型直接包含数据。比如 int、char、float，它们分别存储数字、字符、浮点数。当您声明一个 int 类型时，系统分配内存来存储值。

下表列出了 C# 2010 中可用的值类型：

类型	描述	范围	默认值
bool	布尔值	True 或 False	False
byte	8 位无符号整数	0 到 255	0
char	16 位 Unicode 字符	U +0000 到 U +ffff	'\0'
decimal	128 位精确的十进制值，28-29 有效位数	(-7.9 x 1028 到 7.9 x 1028) / 100 到 28	0.0M
double	64 位双精度浮点型	(+/-)5.0 x 10-324 到 (+/-)1.7 x 10308	0.0D
float	32 位单精度浮点型	-3.4 x 1038 到 + 3.4 x 1038	0.0F
int	32 位有符号整数类型	-2,147,483,648 到 2,147,483,647	0
long	64 位有符号整数类型	-9,223,372,036,854,775,808 到 9,223,372,036,854,775,807	0L
sbyte	8 位有符号整数类型	-128 到 127	0
short	16 位有符号整数类型	-32,768 到 32,767	0
uint	32 位无符号整数类型	0 到 4,294,967,295	0
ulong	64 位无符号整数类型	0 到 18,446,744,073,709,551,615	0
ushort	16 位无符号整数类型	0 到 65,535	0

如需得到一个类型或一个变量在特定平台上的准确尺寸，可以使用 sizeof 方法。表达式 sizeof(type) 产生以字节为单位存储对象或类型的存储尺寸。下面举例获取任何机器上 int 类型的存储尺寸：

Console.WriteLine("Size of int: {0}", sizeof(int));

Size of int: 4

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引用类型（Reference types）

引用类型不包含存储在变量中的实际数据，但它们包含对变量的引用。

换句话说，它们指的是一个内存位置。使用多个变量时，引用类型可以指向一个内存位置。如果内存位置的数据是由一个变量改变的，其他变量会自动反映这种值的变化。内置的 引用类型有：object、dynamic 和 string。

对象（Object）类型

对象（Object）类型 是 C# 通用类型系统（Common Type System - CTS）中所有数据类型的终极基类。Object 是 System.Object 类的别名。所以对象（Object）类型可以被分配任何其他类型（值类型、引用类型、预定义类型或用户自定义类型）的值。但是，在分配值之前，需要先进行类型转换。

当一个值类型转换为对象类型时，则被称为 装箱；另一方面，当一个对象类型转换为值类型时，则被称为 拆箱。

object obj;
obj = 100; // 这是装箱

动态（Dynamic）类型

您可以存储任何类型的值在动态数据类型变量中。这些变量的类型检查是在运行时发生的。

声明动态类型的语法：

dynamic <variable_name> = value;

例如：

dynamic d = 20;

动态类型与对象类型相似，但是对象类型变量的类型检查是在编译时发生的，而动态类型变量的类型检查是在运行时发生的。

字符串（String）类型

字符串（String）类型 允许您给变量分配任何字符串值。字符串（String）类型是 System.String 类的别名。它是从对象（Object）类型派生的。字符串（String）类型的值可以通过两种形式进行分配：引号和 @引号。

例如：

String str = "runoob.com";

一个 @引号字符串：

@"runoob.com";

C# string 字符串的前面可以加 @（称作"逐字字符串"）将转义字符（\）当作普通字符对待，比如：

string str = @"C:\Windows";

等价于：

string str = "C:\\Windows";

@ 字符串中可以任意换行，换行符及缩进空格都计算在字符串长度之内。

string str = @"<script type=""text/javascript"">
    <!--
    -->
</script>";

用户自定义引用类型有：class、interface 或 delegate。

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指针类型（Pointer types）

指针类型变量存储另一种类型的内存地址。C# 中的指针与 C 或 C++ 中的指针有相同的功能。

声明指针类型的语法：

type* identifier;

例如：

char* cptr;
int* iptr;

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说明：

C# 中 String 跟 string 的区别

string 是 C# 中的类，String 是 .net Framework 的类(在 C# IDE 中不会显示蓝色) C# string 映射为 .net Framework 的String 如果用 string, 编译器会把它编译成 String，所以如果直接用 String 就可以让编译器少做一点点工作。

如果使用 C#，建议使用 string，比较符合规范 string 始终代表 System.String(1.x) 或 ::System.String(2.0) ，String 只有在前面有 using System;的时候并且当前命名空间中没有名为 String 的类型（class、struct、delegate、enum）的时候才代表 System.String 。string 是关键字，String 不是，也就是说 string 不能作为类、结构、枚举、字段、变量、方法、属性的名称，而 String 可以。

String 是 CLR 的类型名称（也算是关键字），而 string 是 C# 中的关键字。string 在编译时候 C# 编译器会默认将其转换为 String，在这里会多增加几行转换的代码。很多时候都是建议使用 CLR 的类型而不要使用 C# 的类型（这是专家的建议）。比如说还有：使用 int 的时候最好使用 Int32 等。很多时候都是一个习惯问题，规范问题。还有一个不同就是在 VS 中表现的颜色不一样：String 是绿色，string 是蓝色。

值类型的特点：

•  1.不能从值类型派生新类型，但可以结构实现接口；
•  2.值类型不能包含 null 值；
•  3.每个值类型都具有一个初始化该类型的默认值的隐式默认构造函数。

每一个值类型都有一个独立的内存区域保存自己的值，调用它的时候调用的是它的值，而引用类型调用的是内存中的地址，比如定义引用类型 a1=10，这时候在内存中保存的是 10，当把 a1 赋给 a2 的时候，他们两个应用的是同一个内存空间，a2 的值会保存为 a1 的值，当把 a2 改为 20 时，应为 a1 和 a2 引用的是同一个所以 a1 也变成 20 了，这是引用类型，值类型是当把 a1 赋给 a2 时会为 a2 在开一块新的空间保存 a1 的值。当把 a2 改成 20 时就会在 a2 的空间保存 20，和 a1 并无什么关系。

值类型，声明一个值类型的时候，是在“栈”中开辟一个内存空间来存放对应的值，当值类型的值发生改变的时候，则直接修改该内存空间所保存的值。

引用类型，声明一个引用类型的时候，首先是在“堆”中开辟一个内存空间来存放对应的值，然后在“栈”中开辟一个内存空间用于保存在“堆”中开辟的内存空间的地址。当系统调用引用类型的时候，首先去“栈”中获取到地址，然后根据地址在“堆”中找到对应的内存空间来获取到对应值。

而 string 是一个特殊的引用类型，先看下面代码：

string a = "123";
string b = a; 
Console.WriteLine(a+" "+b);  //123 123
string b = "456";
Console.WriteLine(a+" "+b);  //123 456

和数组类似的，这里首先在“堆”中开辟一个内存空间(假设：0X88)用来保存 a 的值 123，然后在“栈”中开辟一个内存空间（a）用于保存地址 0X88。

和数组不同的是，当将 a 赋给 b 的时候，首先是在“堆”中开辟一个新的内存空间(假设：0X101)用于保存值 123，然后在“栈”中开辟一个内存空间（b）用于保存地址 0X101，所以输出的结果是 123 123。

当修改 b 值时，并不是修改“堆”中 0X101 内存空间的值，而是在“堆”中重新开辟一个新的内存空间(假设：0X210)用于保存 b 修改后的值，然后将 b 在“栈”中对应的内存空间的所保存的地址修改成 0X210，所以输出的结果是 123 456。而“堆”中的 0X101 内存空间将在下次的垃圾回收中被回收利用。