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1.1、c#简介

c# （读作c sharp）是由微软公司开发的一种面向对象、类型安全、高效且简单的编程语言，最初于 2000 年发布，并随后成为 .net 框架的一部分。所以学习c#语言的同时，也是需要同步学习.net框架的，不过要要注意c#与.net的对应版本。

c#语言和java类似，是一门简单易用、应用广泛的高级编程语言。结合了面向对象编程、事件驱动、泛型编程、异步编程等众多现代化编程概念，属于编译性语言。主要特点：

• 面向对象：封装（类与对象）、继承（类继承、接口继承）、多态等（类继承、多接口继承实现）。
• 类型安全：强类型安全，在编译时检测，提高代码可靠性。
• 交互性，易于各种语言交互，如vb、f#、c 、javascript、python等。
• gc管理：自动内存管理，c# 采用垃圾回收机制，无需申请、释放内存，减少内存泄漏风险。
• 开源跨平台：.netcore框架是开源跨平台的，支持多种操作系统。
• 强大的标准库，c#拥有丰富的标准类库（.net framework或.net core），内置各种功能和工具。
• 宇宙第一开发ide： visual studio 提供了强大的开发、调试和设计工具。

.net framework最高支持c#语法版本是c#7.3、.net standard 2.1，可以基于该版本学习，后面的版本可以根据需要学习新增特性即可。

图来源：

1.2、开发环境

• 运行环境：安装.net sdk：，
• 开发环境：开发ide工具安装 ，内置很多开发套件，及多个版本的sdk。

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1.3、hello world

using system; //引用using
namespace consoleapp_net48  //申明命名空间
{
    internal class program  //定义类
    {
        static void main(string[] args)   //方法，控制台入口函数
        {
            console.writeline("hello world!");  //控制台打印输出
            console.readline();
        }
    }
}

• using 引用命名空间资源。
• namespace 命名空间 ：一组代码资源（类、结构、枚举、委托等）的集合。
• class 类：定义一个类，c#中最常用的代码组织单元。
• 方法：特定功能的代码块，有输入和输出（也可为空）。

c#代码以行为单位，（半角）分号;结尾，花括号{ 代码块 }为一个独立的代码区域。

2.1、变量申明

变量类型 变量名 = 值，变量就是对象值的名字，就像人的名字一样，通过变量来访问具体的对象值。变量可以是局部变量、参数、字段、数组、对象实例、委托等。

• 申明变量、赋值可以一次性，也可分开，也可以一次性申明多个变量。
• 变量的使用前必须初始化（赋值），使用未赋值的变量会引发异常。
• 同一作用域内，一个变量名只能申明一次，不可重复。
• 字符串用“双引号”，单个字符用'单引号'。

也可以用var申明，编译器通过值类型推断其具体变量类型，因此申明时必须赋值，var是一个语法糖。

int age; //先申明，后赋值
age = 12;
float weight = 55.55f;
double height = 188.88d; //末尾可以不用带d，默认就是double
var name = "sam";
var lastname = 't';
string f1, f2, f3 = "f3"; //申明了3个变量，对f3赋值了
var user = new user();    //创建一个user对象实例
user user2 = new user();  //创建一个user对象实例

2.2、代码风格

c#代码的命名风格大多为驼峰命名为主，相对比较统一，不像前端那么麻烦，html、css、js、url各不相同。

• 区分大小写，字母、数字、下划线组成，不能数字开头，不能是关键字。c#中的关键字还是挺多的，参考 。
• 驼峰命名：
  • 文件名、类名、接口、方法等都是大驼峰：username。
  • 局部变量为小驼峰：username。
  • 字段：下划线 小驼峰/大驼峰都可以 _username、_username，或者"m_"开头，按照团队规范即可。
  • 常量：全大写（下划线分割），或者大驼峰都可以，user_name、username。

public string username { get => _username; set => username = value; }
public string _username;
public const int max=100;
public static int maxage =100;
private static int _minage = 20;
public void sum(int a, int b)
{
	int sum = a   b;
}

2.3、注释：//

• 单行注释：//开头。
• 多行注释：/*多行注释 */（同css）
• xml注释：///用于类型定义、方法、属性、字段等成员的xml注释，参考：《》

/// 

/// xml注释，计算和
/// 
public void sum(int a, int b)
{
	//单行注释
	int sum = a   b;
	/*
	多行注释
	输出结果
	*/
	console.writeline(sum);
}

2.4、作用域

变量的作用域就是指变量的有效范围，c#中的作用域可以简单理解为 花括号{ 代码块 } 的范围，可以是类、方法、控制逻辑（for、while等），或者就一个单纯的{}。

• 一个花括号 {}内代码为一个独立的代码区域，有独立的作用域，变量在该作用域内有效。
• 花括号 {}作用域可以多级嵌套，比如类中包含方法，方法内包括控制逻辑，子作用域可以访问父级的变量（字段、属性、方法、具备变量）。简单理解就是：子级可以访问父级的成员。

private int x = 1; //类字段
void main()
{ 
	var y = 1   x; //私有变量
	if (y > 0)
	{
		int z = x   y   1; //可以访问父级成员
		console.writeline(z);
		{
			int w = x y z 1;  //可以访问父级成员，及父级的父级
			console.writeline(w);
		}
	}
}

一般情况下，变量的作用域是由代码的词法环境（就是编写代码的位置）来决定的，这比较容易理解。例外情况就是c#中的闭包，常见于动态函数、委托。

void main()
{
	int x =100;
	list list = new list();
	list list2 = new();  //前面已知了类型，后面可省略
	int[] arr = [1,2,3];      //c#12的集合表达式，方便的创建数组、集合
    list arr2 = [1,2,3];
    var n = 1;  //匿名类型，自动推断类型
    var list3 = new list;
    ref int n2 = ref n; //ref另一个变量的别名，n2、n实际指向同一个值，是等效的
    const int max =100; //常量
    var (name,age) = ("sam",18); //多个变量一起申明、赋值，这只是一种简化的语法糖
    (x, n) = (n, x);             //还可以用该语法交换变量值，非常优雅
}

3.1、const常量

常量，顾名思义就是值永远不会改变的“变量”，可用于局部变量、字段。比如math.pi，int.maxvalue，用于一些已知的、不会改变的值。

• 申明常量的同时必须赋初始化值，不可修改，在编译时值会内联到代码中。
• 常量只能用于c#内置的值类型、枚举，及字符串。
• 常量值支持表达式，不过仅限于简单的运算，要能在编译时计算出确定的值。
• 枚举其实也是常量。
• 当用定义const 字段时，该常量字段就和静态字段一样，属于类本身，直接使用。

const double r = 5.0;
const double rs = 2 * pi * r;

要注意常量（包括枚举）在编译时是把值内联到il代码中的，因此如果跨程序集引用时，必须一起更新，否则就会出bug。

3.2、ref 引用（别名/分身）

关键字的核心点就是引用另一个变量的地址，可看做是其别名（分身），指向同一地址。作用和指针操作比较相似，int* y = &x;，不过ref更安全、更方便。
具体在使用上有以下一些场景：

int x = 1;
ref int y = ref x;  //x、y其实同一个变量
console.writeline($"{x},{y}"); //1,1
x  ;
console.writeline($"{x},{y}"); //2,2
y  ;
console.writeline($"{x},{y}"); //3,3
//换个数组
int[] arr = new int[] { 0, 1, 2};
ref int a = ref arr[0];
a=100;
console.writeline(arr); //100 1 2

• ref readonly ：所指向的变量不能修改值，但可以用ref重新分配一个reference 变量。
• ref返回值：用于一个方法的返回值，返回一个变量的引用（别名）

void main()
{
	var arr = new int[] { 1, 2, 3 };
	ref int f = ref getfirst(arr);
	f = 100;
	console.writeline(arr); //100 2 3
}
private ref int getfirst(int[] arr)
{
	return  ref arr[0];
}

在某些场景使用ref可以避免值类型在传递时的拷贝操作，从而提高性能，不过不同场景不同，需要具体分析、经过性能测试再确定。

在c#8以上的更多特性，参考后文《》

4.1、try-catch异常处理

一个标准的异常处理流程：

• try：功能代码，需要捕获异常的地方。
• catch：捕获异常，处理异常。支持多个catch语句，捕获不同的异常，多个catch按照顺序执行。catch后面可以用when表达式添加更多筛选条件。
• finally：最后执行的代码，无论是否有异常发生都会执行，多用于最后的清理工作。
• throw：可以抛出一个新的异常，也可以在catch直接throw;，保留原始堆栈信息。

	try
	{
		//功能代码
		throw new argumentexception("参数name为null");
	}
	//用when添加更详细的筛选条件
	catch (argumentexception e) when (e.innerexception ==null)
	{
		//处理异常，如记录日志
	}
	catch (exception e)
	{
		//处理异常
		throw; //直接throw，保留原始堆栈信息
	}
	finally
	{
		//最后执行的代码，无论是否有异常发生都会执行，多用于最后的清理工作
	}

异步（线程）中的异常一般不会抛出到调用线程（或主线程），只会在await，或获取task.result时才会被抛出来，更多可查看异步编程相关章节。

4.2、using 的5种用法

在c#中有很多中用途，常用来引用命名空间、简化释放资源。

命名空间 用于组织代码（作用域）的主要方式，用关键字namespace来命名，可嵌套。c#10 中可以用，减少一层括号嵌套。

• global using的最佳实现是一般创建一个公共的类文件“usings.cs”，专门放置项目中全局的公共using。
• 用using来创建命名空间别名，使用时需要用到操作符::来访问下级。
• using可创建任意类型的别名，包括数组、泛型、元祖、指针。

global using system.text; //全局引用命名空间
using system.text; //引用命名空间
using json = system.text.json.jsonserializer;  //类型别名
using numberlist = double[];     //类型别名：数组
using point = (int x, int y);    //类型别名：元祖valuetuple
using jsons = system.text.json;  //空间别名
//namespace myspace; 效果同下，简化写法，可节省一对大括号
namespace myspace
{
	public class program
	{
		void main()
		{
			json.serialize(new object());
			jsons::jsonserializer.serialize(new object()); //这用到操作符::
            numberlist arr = [1,2,3];
		}
	}
}

从.net6开始，c#项目会根据项目类型隐式包含一些using引用，比如system、system.text。

• using static，引入一个类型的静态成员、嵌套类型，代码中直接使用引入的静态方法。

using static system.math;
void  main()
{
	var a = abs(-2 * pi ); //直接使用math下的静态成员
}

using 语句确保对象在using语句结束时被释放（调用dispose）。也可以直接用using申明变量，不用大括号{}，这是一种简化的写法，会在作用域（方法、语句块）结束时释放。

using (streamreader reader = file.opentext("numbers.txt"))
{
    console.writeline("do read...");
}
// 简化写法，效果和上面一样，直接用using修饰 变量申明
using streamreader reader2 = file.opentext("numbers.txt");
//编译后的代码：
streamreader reader = file.opentext ("numbers.txt");
try
{
    console.writeline ("do read...");
}
finally
{
    if (reader != null)
    {
        ((idisposable)reader).dispose ();
    }
}

using语句是一种语法糖，会自动生成try...finally代码。

• 《c#8.0 in a nutshell》

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