《C#入门详解》基本元素概览 类型

C#入门详解-刘铁锰 基本元素概览 类型

本节内容

• 构成C#语言的基本元素
  • 关键字（Keyword）
  • 操作符（Operator）
  • 标识符（Identifier）
  • 标点符号
  • 文本
  • 注释与空白
• 简要介绍类型、变量与方法
• 算法简介

构成C#语言的基本元素

• 关键字（Keyword）
• 操作符（Operator）
• 标识符（Identifier）
  • 什么是合法的标识符？
    • 怎样阅读语言定义文档？
  • 大小写规范
  • 命名规范
• 标点符号
• 文本（字面值）
  • 整数
    • 多种后缀
  • 实数
  • 字符
  • 字符串
  • 布尔
  • 空（null)
• 注释与空白
  • 单行
  • 多行（块注释）

int x = 2;   // 短整型
long y = 3L;    // 长整型
float z = 3.0F;     // 单精度浮点型
double h = 3.00;    // 双精度浮点型
char c = 'a';   // 字符型
string s = "a";     // 字符串型
bool b = true;      // 布尔型
string n = null;      // null型

注释

// 单行注释

/*
块注释
*/

初识类型、变量和方法

• 初始类型（Type）

  • 亦称数据类型（Data Type）

• 变量是存放数据的地方，简称“数据”

  • 变量的声明
  • 变量的使用

• 方法（旧称函数）是处理数据的逻辑，又称为“算法”

  • 方法的声明
  • 方法的调用

• 程序=数据+算法

  • 有了变量和方法就可以写有意义的程序了

演示代码：

using System;

namespace IdentifierExample
{
    internal class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            int x = 2;   // 短整型
            long y = 3L;    // 长整型
            float z = 3.0F;     // 单精度浮点型
            double h = 3.00;    // 双精度浮点型
            char c = 'a';   // 字符型
            string s = "a";     // 字符串型
            bool b = true;      // 布尔型
            string n = null;      // null型

            Calculator cal = new Calculator();
            int res = cal.Add(2, 3);
            Console.WriteLine(res);  // 5
            string day = cal.Today();
            Console.WriteLine(day);
        }
    }

    class Calculator // 定义一个Calculator类
    {
        // 有数据输入，有数据输出
        public int Add(int a, int b)   // 定义一个公开的Add方法
        {
            return a + b;
        }

        // 没有数据输入，有数据输出
        public string Today()
        {
            int day = DateTime.Now.Day;
            return day.ToString();
        }

        // 没有数据输入，没有数据输出
        public void PrintSum(int a, int b)  // 没有返回值
        {
            int result = a + b;
            Console.WriteLine(result);
        }
    }
}

算法简介

• 循环初体验
• 递归初体验
• 计算1到100的和

using System;

namespace MyExample
{
    internal class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Calculator c = new Calculator();
            // c.PrintTo1(10);
            c.PrintTo2(10);
            int res = c.SumFrom1ToX1(10);
            Console.WriteLine(res);  // res=55
            res = c.SumFrom1ToX2(100);
            Console.WriteLine(res); // 5050
        }
    }

    class Calculator
    {
        public void PrintTo1(int x) // for循环实现
        {
            for (int i = x; i > 0; i--)
            {
                Console.WriteLine(i);
            }
        }

        public void PrintTo2(int x) // 递归实现
        {
            if (x==1)
            {
                Console.WriteLine(x);
            }
            else
            {
                Console.WriteLine(x);
                PrintTo2(x - 1);
            }
        }

        // 演示，实际开发不要这样命名函数
        public int SumFrom1ToX1(int x) // for循环实现求和
        {
            int res = 0;
            for (int i = 1; i < x+1; i++)
            {
                res = res + i;
            }
            return res;
        }
        public int SumFrom1ToX2(int x)  // 递归实现求和
        { 
            if (x==1)
            {
                return 1;
            }
            else
            {
                int res = x + SumFrom1ToX2(x - 1);
                return res;
            }
        }
    }
}

汉诺塔问题

[参考博文地址]((156条消息) C#中的递归以及解决汉诺塔问题_柠檬i的博客-CSDN博客_c#汉诺塔问题递归算法)

汉诺塔由法国数学家爱德华·卢卡斯创造，他曾经编写了一个印度的古老传说：

在世界中心贝拿勒斯（在印度北部）的圣庙里，一块黄铜板上插着三根宝石针。印度教的主神梵天在创造世界的时候，在其中一根针上从下到上地穿好了由大到小的64片金片，这就是所谓的汉诺塔。不论白天黑夜，总有一个僧侣在按照下面的法则移动这些金片：一次只移动一片，不管在哪根针上，小片必须在大片上面。僧侣们预言，当所有的金片都从梵天穿好的那根针上移到另外一根针上时，世界就将在一声霹雳中消灭，而梵塔、庙宇和众生也都将同归于尽。

怎么解决汉诺塔问题？

要完成四层汉诺塔，需要先把第四层盘子从A柱放到C柱，而要把第四层盘子放到C柱，就要把上面三层的盘子放到B柱：

那么要把这三层盘子移到B柱，那么就要先把第三层盘子移到B柱。
要把第三层盘子移到B柱，就要把第二层盘子移到C柱子。
要把第二层盘子移到C柱，就要把第一层盘子移到B柱子。
移动一层汉诺塔到另一个柱不简单吗？
这样子把问题解决了，第四层盘子就可以移动到C柱上了。
然后把剩下的三层汉诺塔也按照上面的思想，就可以移动到C柱上了。

具体代码实现

把大象装进冰箱需要多少步

1. 把冰箱门打开
2. 把大象放进去
3. 把冰箱门关上

把汉诺塔放到C柱需要多少步？

1. 把底层上面的盘子放到B柱

2. 把最底层盘子放到C柱

3. 把B柱那些盘子放到C柱

抽象一下就是：

1. 把n-1层盘子从起点移到暂存区

2. 然后把第n层盘子从起点移到终点

3. 然后把n-1层盘子从暂存区移到终点

在这里可以创建一个Move方法来移动盘子

static void Move(int pile, char src, char tmp, char dst)
{

}

src就是源起点，tmp就是暂存区，dst就是终点

最外层的Move方法完成的是把pile层汉诺塔从src经过tmp移动到dst

现在要把大象装进冰箱了

在Move方法里面调用Move方法来解决之后的问题：

1. 把冰箱门打开

Move(pile - 1, src, dst, tmp);

这层Move完成的是把pile-1层汉诺塔从src经过dst移动到tmp

2. 把大象塞进去

   Move(1, src, tmp, dst);
   

   这层Move完成的是把最底层汉诺塔盘子从src直接移动到dst

3. 把门关上

   Move(pile - 1, tmp, src, dst);
   

   这层Move完成的是把pile-1层汉诺塔从tmp经过src移动到dst

Move方法完整代码：

static void Move(int pile, char src, char tmp, char dst)
{
    if (pile ==1)
    {
        Console.WriteLine($"{src}-->{dst}");
        steps++;
        return;
    }
    Move(pile - 1, src, dst, tmp);
    Move(1, src, tmp, dst);
    Move(pile-1, tmp, src, dst);
}

每一层Move方法都有他自己的起点、暂存区和终点，我们只需要把上一层的起点、暂存区和终点传过去就行了。

完整代码

using System;

namespace Hannuota
{
    internal class Program
    {
        public const int Max_VALUE = 30; //声明最大层数
        public static int steps = 0;
        static void Main(string[] args)
        {
            int levels;
            Console.WriteLine($"输入汉诺塔层数（1-{Max_VALUE}）:");
            levels = int.Parse(Console.ReadLine());
            if (levels > 0 && levels < Max_VALUE)
            {
                Move(levels, 'A', 'B', 'C');
                Console.WriteLine($"一共移动了{Program.steps}次。");
                Console.ReadKey();
                return;
            }
            Console.WriteLine("输入范围有误");
            Console.ReadKey();
        }

        static void Move(int pile, char src, char tmp, char dst)
        {
            if (pile ==1)
            {
                Console.WriteLine($"{src}-->{dst}");
                steps++;
                return;
            }
            Move(pile - 1, src, dst, tmp);
            Move(1, src, tmp, dst);
            Move(pile-1, tmp, src, dst);
        }
    }
}