C#基础入门

c#是什么？

c#是由微软公司在2006年发布的一种全新的 、简单的 、安全的 、面向对象 的高级编程语言。

问题：c#能做什么？

c#可以做桌面应用开发 、服务器开发 、移动应用开发 、游戏开发 、人工智能开发 、各类工具开发；目前应用最广泛的就是互联网系统和游戏。

初识

操作系统

操作系统（Operation System,OS）是指控制和管理整个计算机系统的硬件和软件资源 ，并合理的组织和调度及调度计算机的工作和资源分配，以提供给用户和其它软件方便的接口和环境。

常见的操作系统：windows、Linux、Mac OS X、android、ios

计算机的机器语言构成

0、1的指令集合

c#执行在计算机上的原理是什么

由高级语言，经过编译的过程翻译成计算机底层可以识别的0、1指令

程序如何与硬件交互

运行在操作系统之上，通过系统统一管理硬件资源

编程语言分类

编译型语言：C++ / C
解释型语言：JavaScript / Phthon / PHP
半编译半解释型语言：Java / C#

CLR介绍

通用语言运行平台(Commom Language Runtime,简称CLR）是微软为他们的 .Net虚拟机 所选用的名称。这是通用语言架构 （简称CLI)的微软实现版本，它定义了一个代码运行环境。

JIT -即时编译系统

预先编译：提前把代码编译成机器码
动态编译：对源代码一句一句，边翻译边运行

即时编译：运行时，一句一句边翻译边运行，如果翻译的代码属于*热点（HotPot)*那么就会进行缓存，本次运行过程中，如果再遇到本代码段，可以直接使用；直到程序退出。

所以兼容了二者的优点

.Net介绍

什么是.Net平台

.Net读作"dot net"

.Net平台是C#语言从编写到运行所依赖的环境，其上也构建多种多样的应用开发工具及类库 ；包括了一个虚拟运行时的CLR ,以及一系列的类库。

C#基础语法

语句注释

语句：C#程序由一系列语句组成，一个语句就是一条指令，分好结尾；

语句顺序执行
语句每一条都会区分大小写

注释：注释（Comments)并不是一种C#代码，而是对代码的说明文字，方便自己或他人查看从而理解程序的含义

单行注释：//注释内容，只可写一行
多行注释：/* */

字面量

字面量就是计算机程序用来处理数据，字面量规定了：数据在程序中的书写格式。

变量

变量是用来存储一个数据的内存区域 ，里面存储的数据可以变化。

内存可以理解为一系列的空着的房间。

变量为什么需要类型

任何一个程序中的变量，程序员都需要声明其变量的数据类型。
不同应用场景下，需要存储的空间大小不同，比如存储成绩（0-100）跟存储银行款（上万亿）。

变量定义格式

数据类型变量名称 = 初始值；

c# 复制代码

    int score = 10;

变量的读和写

从变量代表内存中，把数据取出来使用，叫做读取；
把数值放进变量所代表的内存中，叫做写入；即改变了变量的值；

关键字、标识符

C#中，会保留一些单词作为特殊含义，拥有特殊功能，例如：int、double、float、public、class...

关键字不可作为变量的名称来使用；

什么是标识符

C#中，用于给变量、类、方法等用户自定义元素起名的符号串，即标识符；

变量命名规则

变量名第一个字符必须是字母、下划线（_)或者@符号
后续字符可以是字母/数字/下划线
不可以使用C#内的关键字，比如int

变量命名指导规范

尽量使用明确的单词或者单词缩写，建议全英文
使用驼峰命名法

变量使用细节

变量必须先声明再使用
变量必须存储跟类型匹配的数据
变量定义可以没有初始值，使用必须有初始值
一条语句可以定义多个变量
变量有效范围是从定义开始，一直到遇到一个"}"截止，同一个范围内变量名不可重复

进制与转换

什么是二进制

二进制数（binaries)是逢2进位的进位制，0、1是基本算符；

十进制：0 1 2 3 4 5 6 7 8 9（进位）10 11 ......

十进制转二进制算法

除二取余法

二进制转十进制算法

按位求幂相加

八进制

八进制数是逢8进位的进位制 ，0-7是基本算符；

十六进制

C#中也可以使用十六进制对数据进行表达，逢16进位，所以需要16个 个位数字 表达方法。

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A(10) B(11) C(12) D(13) E(14) F(15) 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 1A 1B 1C 1D 1E 1F

C#中的进制表示

二进制：

c# 复制代码

int n1 = 0B101;

十六进制

c# 复制代码

int n2 = 0x1A;

八进制在c#中没有明确的表达方法；

变量的基础原理

内存单位

内存中可见的最小单位是bit（比特），表示0和1
内存中用于存储数据的最小单位是8个bit，即1byte（字节）

变量内存分配案列

变量生成的时候，系统会分配给其一块大小合适的内存；

字符的表示

一个字符可以是普通的英文字母，一个汉字、一个符号，占有2byte的内存大小。

字符的本质

自然语言可以理解'A',计算机只能看到2byte的数字；

对于任何一个2byte的数字，如果是char则理解为字符，否则理解为数字；

建立某一个数字 与某一个字符 之间联系的方法，即为编码；

UTF-16码表举例（十六进制）

数据类型

C#中将数据类型分为两类

值类型
引用类型

基础值类型

整数
- byte
- short
- int
- long
浮点数
- float
- double
字符
- chart
布尔
- bool

变量数值类型（整数）

数值类型选择，一般选int，int装不下选long。默认为int

s表示signed，即有符号；u表示unsigned，即无符号；

大空间变量，可以接受小空间变量的赋值，反之则不可；

变量数值类型（浮点数）

变量数值类型（字符与布尔）

常量

什么是左值/右值

左值：可放在等号左边 的存储单元，即用户可以读取并可以改变其存储的值；
右值：可以放在等号右边 的存储单元、字面量，即用户可以读取的存储的单元或者值

什么是常量

常量包括字面量 以及常变量 ，程序执行期间不会改变，常量在语句中只能作为右值的存在，不能作为左值。
常变量也是一种变量
- 定义期间必须给定初始值，否则vs会报编译的语法错误
- 定义后，只能读取访问，不能改变其值
常变量定义使用关键字const，格式如下
- const 变量类型变量名 = 初始值；

常变量的作用

可以作为字面量的载体，一次性修改多处数值
防止定义初始值后，被其他程序员修改

整数二进制的存储原理

研究Byte类型

为什么一个byte类型的整数取值范围是0-255？

因为当8个bit都是1的时候，对应的是进制就是255；

那么，为什么一个sbyte类型的整数取值范围是-128-127呢？

此时就需要探究下整数在内存中导读如何存储为二进制！

二进制内存最高位1bit便是符号，其它位表示数值绝对值；

缺点：无法正确处理数据运算

方案三补码

补码的优势

回顾问题：

sbyte的取值范围

检测Overflow

c# 复制代码

sbyte b  = 127
checked{
    b++;
}
//如果溢出，则vs会编译报错

浮点数二进制存储方法

浮点数

常用浮点数分为float 和double ，二者都可以表达带有小数点的数字，分别占4字节 和8字节。

问题：

带小数的量为什么称为浮点数
浮点数在内存中的二进制是如何存储的

小数二进制表达：乘二取整法

十进制消暑转二进制表示，采用乘二取整法

二进制小数转化为十进制

二进制小数转化为十进制表示，采用按位符术次幂，相乘再相加

浮点数十进制转二进制

一个完整的浮点数：整数.小数，转化为二进制
- 整数部分除二取余法得到二进制
- 小数部分乘二取整法得到二进制
- 整数在前，小数在后，用小数点相连

科学计数法（十进制）

科学记数法是一种数字的表示方法。把一个数表示成 x 与 10的n次幂相乘的形式

二进制的科学计数法

二进制科学计数法是一种数字表示的方法。把一个数表示成 x（二进制） 与 2的n次幂相乘的形式

浮点数的存储（float）

尾数规则

尾数必须以 1.xxx 的形式进行表示，即整数部分必须是1

指数规则

指数必须加上127 的偏移量（Bias）,得到的数据转化为二进制，存储在指数区域；这种方式称为移码存储。

为什么不用补码呢？主要是便于大小比较以及电路设计。

移码存储细节与对阶

对阶操作：对操作两个浮点数相加的时候，需要把二者的指数调节一致才能计算

对阶操作举例

注意

c#面向过程

运算符和表达式

运算符：对字面量或者变量进行操作的符号
表达式：用运算符把一个或者多个字面量或者变量 连接起来符合语法的式字即表达式

c# 复制代码

int a  =  10;

int b  = 20;

int c = a + b;

+：运算符
a+b：是表达式，且由于+表示的为算术运算符，所以称为算术表达式。

运算符种类

算术运算符
位运算符
赋值运算符
逻辑运算符
关系运算符

算术运算符

注意

整数与整数操作，结果是整数
整数与浮点数操作，结果是浮点数
浮点数与浮点数操作，结果是浮点数

自增自减运算符

隐式类型转换

把一个取值范围小 的数值或者变量，赋值给另一个取值范围大的变量

隐式转化规则

无符号 不能接纳有符号的数据

c# 复制代码

    sbyte b = 10;
    uint num = b; //报错

数据之间的隐式转化关系如下

运算过程中隐式转换

取值范围小的数据，与取值范围大的数据进行运算，小数据数据提升为大类型后，在进行运算；

byte short chart 三种数据在运算的时候，都会首先转化为int类型

显式类型转化

把一个取值范围大 的数值或变量，赋值给另一个取值范围小的变量

不可直接赋值，需要强制类型转换

格式：目标数据类型变量名 = （目标数据类型）需要转换的数据或者变量；

c# 复制代码

// long a = 10;

// int b = a;//报错 

// long a = 10;

// int b = (int)a;

float a = 10.1f;

int b = (int)a;//精度损失

数据截断与歧义

如果大整数类型给到小整数类型，数据有可能被截断或者歧义。

显示类型转换-更灵活的版本

Convert 是C#提供的类（类似于console）。里面含有一系列类型转换的功能方法
- 特点：任意数据类型 的值转换为任意数据类型
- 数据类型无法转换时，会报错

位运算符

位运算（1bit）

在计算机内部，每个数据都是0、1排列组成，本质存储二进制bit；按bit为进行的运算，称为位运算
& 与运算：两者都为1，结果为1

｜或运算：两者有一个为1，结果为1

^ 异或运算：二者不同结果为1

～取反运算：0变1，1变0

真值表

位运算（整数）

整数由多个bit组成，也可以进行按位运算

左移或右移位运算

构成整数的bit们，可以集体向左或者向右移动
- 左移n位，原来的数字需要乘以 2 的 n 次方
- 右移n位，原来的数字需要乘以 2 的 -n 次方

练习

关系运算符与逻辑运算符

关系运算符

关系运算符：用于判断两个数据之间的大/小/相等关系 的运算符。运算结果为bool类型，即true 或者false。
c#的逻辑运算符无法赋值给整数，整数也无法复制给bool变量

c# 复制代码

int a = 10,b = 20;
bool flag1  = a > b;//false
bool flag2  = a < b; //true

关系运算符汇总表

三元运算符

语法格式：判断条件？条件1:条件2

作用：
- 计算判断条件的真假
- 如果是真，则表达式结果为值1
- 如果是假，则表达式结果为2

赋值运算符与sizeof

赋值操作用于给一个变量装入数值

其它运算符

运算符的优先级

优先级的概念

在一个表达式中，存在多个运算符的时候，需要规定计算的先后顺序 ，即优先级

举例

c# 复制代码

int a = 1,b=2,c=3,d=4;
int r = a + b * c / d;

+-优先级相同
- /优先级相同，且高于+ -
优先级相同，从左到右
自增自减（++/--），优先级高于四则运算

⚠️ 优先级并不是先运算，而是先结合为整体

关系逻辑运算符优先级

！> 算数运算符 > 关系运算符 > && > || > 赋值运算符

括号优先级

在一个表达式中，如果有括号，先运算括号内的表达式

优先级表（部分）

⚠️ 如果害怕顺序出现问题，把需要进行的每一步运算都用括号包裹

变量键盘输入

变量输入输出

输入

c# 复制代码

Console.Read();    //读入一个字符，得到其Unicode值
Console.ReadLine();//读入一个字符串

举例

输出

c# 复制代码

Console.Write(); //输出字符
string a = "我";
string b = "你";
Console.WriteLine("{0}爱{1},a,b);//输出字符串 我爱你

语句循环

if语句

格式

if(判断条件1）{

语句代码；

}else if(判断条件2){

语句代码；

}else if(判断条件3){

语句代码；

}else if(判断条件4){

语句代码；

}

......

else{

语句代码；

}

switth语句

格式

switch(条件表达式){

case 值1: 语句代码； break;

case 值2: 语句代码； break;

case 值3: 语句代码； break;

......

default: 语句代码; break;

}

while 循环语句

格式

while(条件判断语句){

循环体语句;

条件控制语句;

}

概念：条件语句成立，则执行循环体语句

⚠️ 条件判断语句设为ture设置死循环

do while循环

格式

do{

循环体语句;

条件控制语句;

}while(条件判断语句)

概念：执行循环体语句，如果条件判断成立，则继续执行

while、do...while循环区别：

while循环不一定执行
do ... while循环至少执行一次

for 循环

格式：

for(初始化语句;条件判断语句;条件控制语句）{

循环体语句

}

break 和 continue

break

break目前用于循环和switch语句中
break 只能结束当前所属语句范围（最内层循环，所在的swith）

continue

强制结束本次循环，开始下一次循环

面向过程高级

方法的概念与格式

为什么需要方法？

如果逻辑代码变多，关系变复杂，一切都会很糟糕

概念

方法（函数）：是一段具有独立功能的代码，可以被调取使用

优势

可以对独立功能的代码进行统一管理，避免代码的臃肿
统一代码不用重写，提高复用性

格式

c# 复制代码

public static void 方法名(){
    功能代码;
}

使用方法

方法名（）

内存过程

从内存代码区，到栈内存，然后执行弹出的过程（先入后出）

⚠️ 变量在其定义的内存方法区内有效，运行完毕后内存会回收，变量的有效区称之为变量的作用域

方法的参数与返回值

形参

表示定义方法的时候，声明参数；如果不调用，则没有内存分配；

c# 复制代码

//st就是形参
public static viod Shout(string st){
     Console.WriteLine("老王林会～" + st);
}

实参

表示使用方法的时候，传入的参数

c# 复制代码

string st = "wangwang~"
Shout(st);
//此时的st为实参

返回值

定义方法

c# 复制代码

  public static int summation(int a,int b){
     return a+b
  }

调用方法

c# 复制代码

int sun   = summation(10,20);

方法的设计与使用细则

方法的统一设计格式

public static 数据类型方法名(类型变量1，类型变量2, .....){}

方法的设计步骤

明确方法功能，并起一个合适的名字
明确方法是否需要返回值，返回怎样的结果
明确方法是否需要参数，即用户传入什么
设计方法功能代码

方法使用细则

方法与方法之间为平级，禁止嵌套定义
方法的定义位置顺序与执行顺序无关，按照调用顺序执行
void 返回类型的方法，也可用return语句结束当前方法，return后不加任何数据

返回值的其他用处

返回值可以作为函数运行成功与否的标志，比如bool类型，true表示运行成功，false表示运行失败

默认值参数

方法在定义时可以指定默认值，无需调用者提供

c# 复制代码

public static viod Shout(string st = "wangwang"){
     Console.WriteLine("老王林会～" + st);
}

当存在多个参数时，默认值必须从右到左给予

c# 复制代码

public static viod Shout(string st,string nt = " = "wangwang"){
     Console.WriteLine("老王林会～" + nt);
}

方法的重载

有时候我们会接到一些需求，例如：

设计三个方法，分别实现下面需求：
- 计算两个整数相加，求和返回
- 计算两个浮点数相加，求和返回
- 计算三个整数相加，求和返回

c# 复制代码

public static int add1(int a, int b) {
    return a + b;
}
public static double add2(double a, double b) {
    return a + b;
}
public static int add3(int a, int b, int c) {
    return a + b + c;
}

面对这样的需求，只是参数列表与返回值不同，但是需要多个不同的方法，显得特别乱，此时重载应运而生

方法重载（Overload）

在同一个类中，定义多个同名方法 ，每个方法有不同的参数类型 或参数数量 ，成为方法的重载
归纳总结
- 同一个类，方法名相同，参数不同
- 参数：个数、类型、顺序
- 注意：是否重载跟返回值无关

c# 复制代码

//重写上面的需求，使用重载
public static int add(int a, int b) {
    return a + b;
}
public static double add(double a, double b) {
    return a + b;
}
public static int add(int a, int b, int c) {
    return a + b + c;
}

方法重载与隐式类型转换

传入的参数，如果无法找到完全匹配的重载方法，则会尝试隐式类型转换

方法参数修饰符

需求

希望传给方法的参数在方法的内部更改，并影响到实参

举例

c# 复制代码

int a = 3;
public static void doubleIt(int val){
   return val *= 2;
}

int b = doubleIt(a);//6

此时希望a也改变

未完待续......

C#学习笔记

C#基础入门

c#是什么？

初识

操作系统

计算机的机器语言构成

c#执行在计算机上的原理是什么

程序如何与硬件交互

编程语言分类

CLR介绍

JIT -即时编译系统

.Net介绍

C#基础语法

语句注释

字面量

变量

变量为什么需要类型

变量定义格式

变量的读和写

关键字、标识符

什么是标识符

变量命名规则

变量命名指导规范

变量使用细节

进制与转换

什么是二进制

十进制转二进制算法

二进制转十进制算法

八进制

十六进制

C#中的进制表示

变量的基础原理

内存单位

变量内存分配案列

字符的表示

字符的本质

UTF-16码表举例（十六进制）

数据类型

基础值类型

变量数值类型（整数）

变量数值类型（浮点数）

变量数值类型（字符与布尔）

常量

什么是左值/右值

什么是常量

常变量的作用

整数二进制的存储原理

研究Byte类型

方案三 补码

补码的优势

回顾问题：

sbyte的取值范围

检测Overflow

浮点数二进制存储方法

浮点数

小数二进制表达：乘二取整法

二进制小数转化为十进制

浮点数十进制转二进制

科学计数法（十进制）

二进制的科学计数法

浮点数的存储（float）

尾数规则

指数规则

移码存储细节与对阶

对阶操作举例

注意

c#面向过程

运算符和表达式

运算符种类

算术运算符

注意

自增自减运算符

隐式类型转换

隐式转化规则

运算过程中隐式转换

显式类型转化

数据截断与歧义

显示类型转换-更灵活的版本

位运算符

位运算（1bit）

方案三补码

语句循环