前言：

C#（讀作“See Sharp”）是一種新式編程語言，不僅面向?qū)ο?，還類型安全。 開發(fā)人員利用 C# 能夠生成在 .NET 中運(yùn)行的多種安全可靠的應(yīng)用程序。 C# 源于 C 語言系列，C、C++、Java 和 JavaScript 程序員很快就可以上手使用。 本教程概述了 C# 8 及更高版本中該語言的主要組件。

C# 是面向?qū)ο蟮?、面向組件的編程語言。 C# 提供了語言構(gòu)造來直接支持這些概念，讓 C# 成為一種非常自然的語言，可用于創(chuàng)建和使用軟件組件。 自誕生之日起，C# 就添加了支持新工作負(fù)載和新興軟件設(shè)計(jì)實(shí)踐的功能。 C# 本質(zhì)上是面向?qū)ο蟮恼Z言。_* 你需要定義類型及其行為。

多項(xiàng) C# 功能有助于創(chuàng)建可靠且持久的應(yīng)用程序。 垃圾回收自動(dòng)回收不可訪問的未用對象所占用的內(nèi)存。 可以為 null 的類型可防范不引用已分配對象的變量。 異常處理提供了一種結(jié)構(gòu)化且可擴(kuò)展的方法來進(jìn)行錯(cuò)誤檢測和恢復(fù)。 Lambda 表達(dá)式支持函數(shù)編程技術(shù)。 語言集成查詢 (LINQ) 語法創(chuàng)建一個(gè)公共模式，用于處理來自任何源的數(shù)據(jù)。 異步操作語言支持提供用于構(gòu)建分布式系統(tǒng)的語法。 C# 有統(tǒng)一類型系統(tǒng)。 所有 C# 類型（包括 int 和 double 等基元類型）均繼承自一個(gè)根 object 類型。 所有類型共用一組通用運(yùn)算。 任何類型的值都可以一致地進(jìn)行存儲、傳輸和處理。 此外，C# 還支持用戶定義的引用類型和值類型。 C# 允許動(dòng)態(tài)分配輕型結(jié)構(gòu)的對象和內(nèi)嵌存儲。 C# 支持泛型方法和類型，因此增強(qiáng)了類型安全性和性能。 C# 可提供迭代器，使集合類的實(shí)現(xiàn)者可以定義客戶端代碼的自定義行為。

C# 強(qiáng)調(diào)版本控制，以確保程序和庫以兼容方式隨時(shí)間推移而變化。 C# 設(shè)計(jì)中受版本控制加強(qiáng)直接影響的方面包括：單獨(dú)的 virtual 和 override 修飾符，關(guān)于方法重載決策的規(guī)則，以及對顯式接口成員聲明的支持。

一、.NET 體系結(jié)構(gòu)

C# 程序在 .NET 上運(yùn)行，而 .NET 是名為公共語言運(yùn)行時(shí) (CLR) 的虛執(zhí)行系統(tǒng)和一組類庫。 CLR 是 Microsoft 對公共語言基礎(chǔ)結(jié)構(gòu) (CLI) 國際標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)。 CLI 是創(chuàng)建執(zhí)行和開發(fā)環(huán)境的基礎(chǔ)，語言和庫可以在其中無縫地協(xié)同工作。

用 C# 編寫的源代碼被編譯成符合 CLI 規(guī)范的中間語言 (IL)。 IL 代碼和資源（如位圖和字符串）存儲在擴(kuò)展名通常為 .dll 的程序集中。 程序集包含一個(gè)介紹程序集的類型、版本和區(qū)域性的清單。

執(zhí)行 C# 程序時(shí)，程序集將加載到 CLR。 CLR 會(huì)直接執(zhí)行實(shí)時(shí) (JIT) 編譯，將 IL 代碼轉(zhuǎn)換成本機(jī)指令。 CLR 可提供其他與自動(dòng)垃圾回收、異常處理和資源管理相關(guān)的服務(wù)。 由 CLR 執(zhí)行的代碼有時(shí)稱為“托管代碼”。 “非托管代碼”編譯為面向特定平臺的本機(jī)語言。

語言互操作性是 .NET 的一項(xiàng)重要功能。 C# 編譯器生成的 IL 代碼符合公共類型規(guī)范 (CTS)。 通過 C# 生成的 IL 代碼可以與通過 .NET 版本的 F#、Visual Basic、C++ 生成的代碼進(jìn)行交互。 還有 20 多種與 CTS 兼容的語言。 單個(gè)程序集可包含多個(gè)用不同 .NET 語言編寫的模塊。 這些類型可以相互引用，就像它們是用同一種語言編寫的一樣。

除了運(yùn)行時(shí)服務(wù)之外，.NET 還包含大量庫。 這些庫支持多種不同的工作負(fù)載。 它們已整理到命名空間中，這些命名空間提供各種實(shí)用功能。 這些功能包括文件輸入輸出、字符串控制、XML 分析、Web 應(yīng)用程序框架和 Windows 窗體控件。 典型的 C# 應(yīng)用程序廣泛使用 .NET 類庫來處理常見的“管道”零碎工作。

二、Hello world

“Hello, World”程序歷來都用于介紹編程語言。

下面展示了此程序的 C# 代碼：

using System;

class Hello
{
    static void Main()
    {
        Console.WriteLine("Hello, World");
    }
}

“Hello, World”程序始于引用 System 命名空間的 using 指令。 命名空間提供了一種用于組織 C# 程序和庫的分層方法。 命名空間包含類型和其他命名空間。例如，System 命名空間包含許多類型（如程序中引用的 Console 類）和其他許多命名空間（如 IO 和 Collections）。 借助引用給定命名空間的 using 指令，可以非限定的方式使用作為相應(yīng)命名空間成員的類型。 由于使用 using 指令，因此程序可以使用 Console.WriteLine 作為 System.Console.WriteLine 的簡寫。

“Hello, World”程序聲明的 Hello 類只有一個(gè)成員，即 Main 方法。 Main 方法使用 static 修飾符進(jìn)行聲明。 實(shí)例方法可以使用關(guān)鍵字 this 引用特定的封閉對象實(shí)例，而靜態(tài)方法則可以在不引用特定對象的情況下運(yùn)行。 按照約定，Main 靜態(tài)方法是 C# 程序的入口點(diǎn)。

程序的輸出是由 System 命名空間中 Console 類的 WriteLine 方法生成。 此類由標(biāo)準(zhǔn)類庫提供。默認(rèn)情況下，編譯器會(huì)自動(dòng)引用標(biāo)準(zhǔn)類庫。

三、類型和變量

類型定義 C# 中的任何數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)和行為。 類型的聲明可以包含其成員、基類型、它實(shí)現(xiàn)的接口和該類型允許的操作。 變量是用于引用特定類型的實(shí)例的標(biāo)簽。

C# 有兩種類型：值類型 和 引用類型。 值類型的變量直接包含它們的數(shù)據(jù)。 引用類型的變量存儲對數(shù)據(jù)（稱為“對象”）的引用。 對于引用類型，兩個(gè)變量可以引用同一個(gè)對象；對一個(gè)變量執(zhí)行的運(yùn)算可能會(huì)影響另一個(gè)變量引用的對象。 借助值類型，每個(gè)變量都有自己的數(shù)據(jù)副本；因此，對一個(gè)變量執(zhí)行的運(yùn)算不會(huì)影響另一個(gè)變量（ref 和 out 參數(shù)變量除外）。

標(biāo)識符為變量名稱。 標(biāo)識符是不包含任何空格的 unicode 字符序列。 如果標(biāo)識符的前綴為 @，則該標(biāo)識符可以是 C# 保留字。 在與其他語言交互時(shí)，使用保留字作為標(biāo)識符很有用。

C# 的值類型進(jìn)一步分為：簡單類型、枚舉類型、結(jié)構(gòu)類型、可以為 null 的值類型和元組值類型。 C# 引用類型又細(xì)分為類類型、接口類型、數(shù)組類型和委托類型。

C# 程序使用 類型聲明 創(chuàng)建新類型。 類型聲明指定新類型的名稱和成員。 用戶可定義以下六種 C# 類型：類類型、結(jié)構(gòu)類型、接口類型、枚舉類型、委托類型和元組值類型。 還可以聲明 record 類型（record struct 或 record class）。 記錄類型具有編譯器合成成員。 記錄主要用于存儲值，關(guān)聯(lián)行為最少。

class 類型定義包含數(shù)據(jù)成員（字段）和函數(shù)成員（方法、屬性及其他）的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 類類型支持單一繼承和多形性，即派生類可以擴(kuò)展和專門針對基類的機(jī)制。
struct 類型定義包含數(shù)據(jù)成員和函數(shù)成員的結(jié)構(gòu)，這一點(diǎn)與類類型相似。 不過，與類不同的是，結(jié)構(gòu)是值類型，通常不需要進(jìn)行堆分配。 結(jié)構(gòu)類型不支持用戶指定的繼承，并且所有結(jié)構(gòu)類型均隱式繼承自類型 object。
interface 類型將協(xié)定定義為一組已命名的公共成員。 實(shí)現(xiàn) interface 的 class 或 struct 必須提供接口成員的實(shí)現(xiàn)代碼。 interface 可以繼承自多個(gè)基接口，class 和 struct 可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)接口。
delegate 類型表示引用包含特定參數(shù)列表和返回類型的方法。 通過委托，可以將方法視為可分配給變量并可作為參數(shù)傳遞的實(shí)體。 委托類同于函數(shù)式語言提供的函數(shù)類型。 它們還類似于其他一些語言中存在的“函數(shù)指針”概念。 與函數(shù)指針不同，委托是面向?qū)ο笄翌愋桶踩摹?br /> class、struct、interface 和 delegate 類型全部都支持泛型，因此可以使用其他類型對它們進(jìn)行參數(shù)化。

C# 支持任意類型的一維和多維數(shù)組。 與上述類型不同，數(shù)組類型無需先聲明即可使用。 相反，數(shù)組類型是通過在類型名稱后面添加方括號構(gòu)造而成。 例如，int[] 是 int 類型的一維數(shù)組，int[,] 是 int 類型的二維數(shù)組，int[][] 是由 int 類型的一維數(shù)組或“交錯(cuò)”數(shù)組構(gòu)成的一維數(shù)組。

可以為 null 的類型不需要單獨(dú)定義。 對于所有不可以為 null 的類型 T，都有對應(yīng)的可以為 null 的類型 T?，后者可以包含附加值 null。 例如，int? 是可保存任何 32 位整數(shù)或 null 值的類型，string? 是可以保存任何 string 或 null 值的類型。

C# 采用統(tǒng)一的類型系統(tǒng)，因此任意類型的值都可視為 object。 每種 C# 類型都直接或間接地派生自 object 類類型，而 object 是所有類型的最終基類。 只需將值視為類型 object，即可將引用類型的值視為對象。 通過執(zhí)行 裝箱 和 取消裝箱操作，可以將值類型的值視為對象。 在以下示例中，int 值被轉(zhuǎn)換成 object，然后又恢復(fù)成 int。

int i = 123;
object o = i;    // Boxing
int j = (int)o;  // Unboxing

將值類型的值分配給 object 對象引用時(shí)，會(huì)分配一個(gè)“箱”來保存此值。 該箱是引用類型的實(shí)例，此值會(huì)被復(fù)制到該箱。 相反，當(dāng) object 引用被顯式轉(zhuǎn)換成值類型時(shí)，將檢查引用的 object 是否是具有正確值類型的箱。 如果檢查成功，則會(huì)將箱中的值復(fù)制到值類型。

C# 的統(tǒng)一類型系統(tǒng)實(shí)際上意味著“按需”將值類型視為 object 引用。 鑒于這種統(tǒng)一性，使用類型 object 的常規(guī)用途庫可以與派生自 object 的所有類型結(jié)合使用，包括引用類型和值類型。

C# 有多種 變量，其中包括字段、數(shù)組元素、局部變量和參數(shù)。 變量表示存儲位置。 每個(gè)變量都具有一種類型，用于確定可以在變量中存儲哪些值，

如下文所述：

不可以為 null 的值類型

• 具有精確類型的值
  

可以為 null 的值類型

• null 值或具有精確類型的值
  

object

• null 引用、對任意引用類型的對象的引用，或?qū)θ我庵殿愋偷难b箱值的引用
  

類類型

• null 引用、對類類型實(shí)例的引用，或?qū)ε缮灶愵愋偷念悓?shí)例的引用
  

接口類型

• null 引用、對實(shí)現(xiàn)接口類型的類類型實(shí)例的引用，或?qū)?shí)現(xiàn)接口類型的值類型的裝箱值的引用
  

數(shù)組類型

• null 引用、對數(shù)組類型實(shí)例的引用，或?qū)嫒莸臄?shù)組類型實(shí)例的引用
  

委托類型

• null 引用或?qū)嫒莸奈蓄愋蛯?shí)例的引用

四、程序結(jié)構(gòu)

C# 中的關(guān)鍵組織結(jié)構(gòu)概念包括程序、命名空間、類型、成員和程序集* 。 程序聲明類型，而類型則包含成員，并被整理到命名空間中。 類型示例包括類、結(jié)構(gòu)和接口。 成員示例包括字段、方法、屬性和事件。 編譯完的 C# 程序?qū)嶋H上會(huì)打包到程序集中。 程序集的文件擴(kuò)展名通常為 .exe 或 .dll，具體視其分別實(shí)現(xiàn)的是應(yīng)用程序還是庫_***而定。

作為一個(gè)小示例，請考慮包含以下代碼的程序集：

namespace Acme.Collections;

public class Stack<T>
{
    Entry _top;

    public void Push(T data)
    {
        _top = new Entry(_top, data);
    }

    public T Pop()
    {
        if (_top == null)
        {
            throw new InvalidOperationException();
        }
        T result = _top.Data;
        _top = _top.Next;

        return result;
    }

    class Entry
    {
        public Entry Next { get; set; }
        public T Data { get; set; }

        public Entry(Entry next, T data)
        {
            Next = next;
            Data = data;
        }
    }
}

此類的完全限定的名稱為 Acme.Collections.Stack。

?此類包含多個(gè)成員：一個(gè) _top 字段、兩個(gè)方法（Push 和 Pop）和一個(gè) Entry 嵌套類。 Entry 類還包含三個(gè)成員：一個(gè)名為 Next 的屬性、一個(gè)名為 Data 的屬性和一個(gè)構(gòu)造函數(shù)。 Stack 是泛型類。 它具有一個(gè)類型參數(shù) T，在使用時(shí)替換為具體類型。

堆棧是一個(gè)“先進(jìn)后出”(FILO) 集合。 添加到堆棧頂部的新元素。 刪除元素時(shí)，將從堆棧頂部刪除該元素。 前面的示例聲明定義堆棧的存儲和行為的 Stack 類型。 可以聲明一個(gè)引用 Stack 類型的實(shí)例的變量來使用該功能。

程序集包含中間語言 (IL) 指令形式的可執(zhí)行代碼和元數(shù)據(jù)形式的符號信息。 執(zhí)行前，.NET 公共語言運(yùn)行時(shí)的實(shí)時(shí) (JIT) 編譯器會(huì)將程序集中的 IL 代碼轉(zhuǎn)換為特定于處理器的代碼。

由于程序集是包含代碼和元數(shù)據(jù)的自描述功能單元，因此無需在 C# 中使用 #include 指令和頭文件。 只需在編譯程序時(shí)引用特定的程序集，即可在 C# 程序中使用此程序集中包含的公共類型和成員。

例如，此程序使用 acme.dll 程序集中的 Acme.Collections.Stack 類：

class Example
{
    public static void Main()
    {
        var s = new Acme.Collections.Stack<int>();
        s.Push(1); // stack contains 1
        s.Push(10); // stack contains 1, 10
        s.Push(100); // stack contains 1, 10, 100
        Console.WriteLine(s.Pop()); // stack contains 1, 10
        Console.WriteLine(s.Pop()); // stack contains 1
        Console.WriteLine(s.Pop()); // stack is empty
    }
}

若要編譯此程序，需要引用包含前面示例中定義的堆棧類的程序集。

C# 程序可以存儲在多個(gè)源文件中。 在編譯 C# 程序時(shí)，將同時(shí)處理所有源文件，并且源文件可以自由地相互引用。 從概念上講，就好像所有源文件在被處理之前都連接到一個(gè)大文件。 在 C# 中永遠(yuǎn)都不需要使用前向聲明，因?yàn)槁暶黜樞驘o關(guān)緊要（極少數(shù)例外情況除外）。 C# 并不限制源文件只能聲明一種公共類型，也不要求源文件的文件名必須與其中聲明的類型相匹配。

到此這篇關(guān)于C# 語言入門基礎(chǔ)介紹的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C# 語言介紹內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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