C# 编程入门指南 – wiki基地

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C# 编程入门指南：迈出你的第一步

欢迎来到 C# 编程的世界！如果你对编程充满好奇，渴望学习一种强大、现代且用途广泛的语言，那么 C# 绝对是一个绝佳的选择。本指南将带你从零开始，逐步了解 C# 是什么，如何搭建开发环境，学习最基础的语法知识，并最终写出你的第一个程序。请准备好，让我们一起踏上这段充满乐趣的编程之旅！

引言：为何选择 C#？

在众多的编程语言中，C#（读作 C Sharp）由微软公司开发，是一种面向对象的、现代化的编程语言。它强大、灵活，并且在软件开发领域有着广泛的应用。选择 C# 的理由有很多：

  1. 用途广泛： 你可以使用 C# 开发各种类型的应用程序，包括：
    • Windows 桌面应用程序 (使用 WPF 或 Windows Forms)
    • Web 应用程序 (使用 ASP.NET Core)
    • 游戏开发 (特别是使用 Unity 游戏引擎，它是世界上最流行的游戏引擎之一)
    • 移动应用程序 (使用 .NET MAUI，前身为 Xamarin)
    • 云服务 (特别是与 Microsoft Azure 结合)
    • 物联网 (IoT) 应用
    • 企业级软件
  2. 现代化和强大： C# 持续更新，吸收了许多现代编程语言的优秀特性，同时保持了 C++ 的强大和 Visual Basic 的易用性。
  3. 面向对象： C# 是一个纯粹的面向对象语言，这使得代码更易于组织、理解和维护。
  4. 强大的生态系统： C# 建立在 .NET 平台上，这个平台提供了丰富的类库和工具，极大地提高了开发效率。
  5. 优秀的开发工具： Visual Studio 是微软提供的官方集成开发环境 (IDE)，它是目前功能最强大、最受欢迎的 C# 开发工具之一，提供了代码智能提示、调试、图形界面设计等一系列强大功能。Visual Studio Code 也是一个轻量级的跨平台选择。
  6. 庞大的社区支持： C# 拥有一个庞大且活跃的开发者社区，遇到问题时很容易找到帮助和资源。

无论你的目标是开发游戏、构建网站、创建桌面应用还是进入企业软件领域，学习 C# 都能为你打开众多机会的大门。

第一章：环境搭建——你的编程工作台

在开始编写代码之前，我们需要搭建好开发环境，就像工匠需要准备好工具一样。对于 C# 开发，最推荐的工具是 Visual Studio。

Visual Studio 有不同的版本，对于初学者和个人开发者来说，Visual Studio Community（社区版）是完全免费且功能齐全的，足以满足绝大多数学习和开发需求。

步骤 1：下载 Visual Studio Community

访问 Visual Studio 官方网站：https://visualstudio.microsoft.com/zh-hans/vs/community/。点击下载按钮获取安装程序。

步骤 2：运行安装程序

下载完成后，运行下载的安装程序。安装程序会让你选择需要安装的工作负载 (Workloads)。工作负载是一组预先配置好的工具和组件，用于特定类型的开发。

对于初学者，建议至少选择以下工作负载：

  • .NET 桌面开发 (Desktop development with .NET)： 如果你想学习开发 Windows 桌面应用程序 (使用 Windows Forms 或 WPF)。
  • ASP.NET 和 Web 开发 (ASP.NET and web development)： 如果你想学习开发 Web 应用程序。
  • 游戏开发 (使用 Unity) (Game development with Unity)： 如果你对游戏开发感兴趣。
  • .NET Core 跨平台开发 (.NET Core cross-platform development)： 这是开发基于 .NET 核心的现代跨平台应用的必备项，推荐勾选。

选择好工作负载后，点击安装。安装过程可能需要一些时间，取决于你的网络速度和选择的工作负载大小。

步骤 3：启动 Visual Studio

安装完成后，从开始菜单找到并启动 Visual Studio。首次启动时，你可能需要登录你的 Microsoft 账户（如果没有可以免费注册一个），并进行一些个性化设置（如界面主题）。

步骤 4：验证安装

为了确保一切正常，我们可以创建一个简单的项目来验证。

  1. 在 Visual Studio 的启动界面，选择 “创建新项目” (Create a new project)。
  2. 在项目模板列表中，搜索并选择 “控制台应用” (Console App)。确保选择的是基于 .NET 的模板（通常是 “控制台应用” 或 “控制台应用 (.NET Core/.NET)”）。
  3. 点击 “下一步” (Next)。
  4. 输入项目名称 (Project name)，例如 “HelloWorld”。选择一个存放项目的文件夹 (Location)。
  5. 点击 “创建” (Create)。

Visual Studio 会为你生成一个基本的控制台应用程序框架。如果项目成功创建并能看到代码编辑界面，那么你的环境就搭建成功了！

第二章：编写你的第一个 C# 程序——”Hello, World!”

按照上一章的步骤创建好一个新的 “控制台应用” 项目后，你会看到一个默认的代码文件，通常名为 Program.cs，里面可能已经包含了一些代码。这是你的第一个 C# 程序的起点。

一个最简单的 C# “Hello, World!” 程序看起来是这样的：

“`csharp
using System;

namespace HelloWorld
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
// 这是一行注释，用于解释代码
// Console.WriteLine() 用于向控制台输出文本
Console.WriteLine(“Hello, World!”);

        // Console.ReadKey() 用于等待用户按键，防止程序运行完立即关闭
        // 在某些版本的控制台应用模板中可能不需要，但在调试时很有用
        // Console.ReadKey();
    }
}

}
“`

代码解释：

  • using System;: 这一行叫做 “using 指令”。它告诉编译器我们要使用 System 命名空间中的类型。System 命名空间包含了许多基础类，比如用于输入输出的 Console 类。
  • namespace HelloWorld: namespace (命名空间) 用于组织代码。它可以防止不同代码文件中的同名类发生冲突。你的项目名称通常会作为默认的命名空间。
  • class Program: C# 是面向对象的，代码通常写在类 (class) 中。Program 是我们这个应用程序的主类。
  • static void Main(string[] args): 这是程序的入口点。当程序启动时，首先执行的就是 Main 方法里面的代码。
    • static: 表示这个方法属于类本身，而不是类的某个特定对象。
    • void: 表示这个方法不返回任何值。
    • Main: 方法名，C# 入口方法必须命名为 Main。
    • (string[] args): 这是传递给 Main 方法的命令行参数（一个字符串数组），初学者可以暂时忽略它。
  • // 这是一行注释: 以 // 开头的部分是注释。注释是写给程序员看的，编译器会忽略它们。多行注释可以使用 /* ... */。
  • Console.WriteLine("Hello, World!");: 这是程序的核心语句。
    • Console: System 命名空间中的一个类，提供了控制台输入输出的功能。
    • .: 用于访问对象的成员（属性或方法）。
    • WriteLine(): Console 类的一个方法，用于向控制台输出一行文本。括号里的 "Hello, World!" 是要输出的内容。文本字符串在 C# 中用双引号 "" 包围。
  • Console.ReadKey();: （可选）这行代码会暂停程序的执行，直到用户按下任意键。这在开发控制台应用程序时很有用，可以防止程序执行完毕后控制台窗口立即关闭。

运行你的程序：

在 Visual Studio 中，你可以通过以下方式运行程序：

  1. 点击菜单栏上的 “调试” (Debug) -> “开始执行 (不调试)” (Start Without Debugging)，或者直接按 Ctrl + F5。
  2. 或者点击 “调试” (Debug) -> “开始调试” (Start Debugging)，或者按 F5。这会让你在调试模式下运行，可以设置断点等。

通常，对于简单的控制台程序，Ctrl + F5 更方便，因为它会在程序结束后保持控制台窗口打开。

运行后，你会看到一个控制台窗口弹出，并显示：

Hello, World!

恭喜！你已经成功编写并运行了你的第一个 C# 程序！

第三章：C# 语言基础——积木块

了解了如何编写和运行最简单的程序后，我们开始学习 C# 的基本语法元素，这些是构建任何复杂程序的基础。

3.1 变量和数据类型 (Variables and Data Types)

变量是用来存储数据的容器。在使用变量之前，你需要声明它，告诉编译器变量的名称和它可以存储的数据类型。

语法：

csharp
数据类型 变量名; // 声明变量
数据类型 变量名 = 初始值; // 声明并初始化变量

常用的基本数据类型：

  • 整数类型： 存储整数，如 int, long, short, byte 等。int 是最常用的。
    csharp
    int age = 25;
    long bigNumber = 12345678900L; // 注意 long 类型字面量后缀 L
  • 浮点类型： 存储小数，如 float, double。double 的精度更高，是默认的小数类型。
    csharp
    float price = 19.99f; // 注意 float 类型字面量后缀 f
    double pi = 3.1415926535;
  • 布尔类型： 存储 true (真) 或 false (假)。用于逻辑判断。
    csharp
    bool isLoggedIn = true;
    bool hasPermission = false;
  • 字符类型： 存储单个字符。用单引号 ' 括起来。
    csharp
    char initial = 'A';
  • 字符串类型： 存储文本序列。用双引号 " 括起来。string 实际上是一个类，但用起来像基本类型。
    csharp
    string name = "Alice";
    string message = "Hello!";
  • var 关键字 (隐式类型推断): C# 3.0 引入了 var 关键字，编译器可以根据初始值自动推断变量的类型。
    csharp
    var count = 10; // 编译器推断为 int
    var greeting = "Hi"; // 编译器推断为 string
    var isComplete = false; // 编译器推断为 bool
    注意： var 并不是一个新的数据类型，而是一个语法糖。它要求变量在声明时必须被初始化。虽然方便，但对于初学者来说，明确写出数据类型有助于理解。

3.2 常量 (Constants)

常量是存储不可变数据的容器。一旦被赋值，就不能再改变。使用 const 关键字声明。

csharp
const double PI = 3.14159;
const int MaxScore = 100;

3.3 运算符 (Operators)

运算符用于对变量和值进行操作。

  • 算术运算符： + (加), - (减), * (乘), / (除), % (取模，即余数)
    csharp
    int a = 10, b = 3;
    int sum = a + b; // 13
    int difference = a - b; // 7
    int product = a * b; // 30
    int quotient = a / b; // 3 (整数相除只取整数部分)
    int remainder = a % b; // 1
  • 赋值运算符： = (赋值), += (加等于), -= (减等于), *= (乘等于), /= (除等于), %= (模等于) 等。
    csharp
    int x = 5;
    x += 3; // 等价于 x = x + 3; 现在 x 是 8
    x *= 2; // 等价于 x = x * 2; 现在 x 是 16
  • 比较运算符： 返回布尔值 (true 或 false)。== (等于), != (不等于), > (大于), < (小于), >= (大于等于), <= (小于等于)
    csharp
    int p = 10, q = 20;
    bool isEqual = (p == q); // false
    bool isGreater = (q > p); // true
  • 逻辑运算符： 用于组合或修改布尔表达式。&& (逻辑与), || (逻辑或), ! (逻辑非)
    csharp
    bool isTrue = true, isFalse = false;
    bool result1 = isTrue && isFalse; // false (只有两边都为 true 时才为 true)
    bool result2 = isTrue || isFalse; // true (只要一边为 true 就为 true)
    bool result3 = !isTrue; // false (取反)
  • 递增/递减运算符： ++ (递增 1), -- (递减 1)。可以放在变量前 (前缀) 或变量后 (后缀)，效果略有不同（涉及表达式求值顺序）。
    csharp
    int counter = 0;
    counter++; // counter 现在是 1
    ++counter; // counter 现在是 2

3.4 输入与输出 (Input and Output)

我们已经在 “Hello, World!” 程序中使用了 Console.WriteLine() 进行输出。C# 的 System.Console 类提供了基本的控制台输入输出功能。

  • 输出：
    • Console.WriteLine("文本");: 输出文本并在末尾加上换行符。
    • Console.Write("文本");: 输出文本，不加换行符。
    • Console.WriteLine("变量的值是: " + myVariable);: 使用 + 运算符连接字符串和变量值（变量值会被自动转换为字符串）。
    • Console.WriteLine($"变量的值是: {myVariable}");: 使用字符串插值 (Interpolated String)，推荐的现代写法，以 $ 开头，变量或表达式放在 {} 中。
      csharp
      int score = 95;
      Console.WriteLine("Your score is: " + score); // 旧写法
      Console.WriteLine($"Your score is: {score}"); // 新写法，更清晰
  • 输入：
    • Console.ReadLine();: 从控制台读取用户输入的一行文本，并作为 string 类型返回。
      csharp
      Console.Write("请输入你的名字: ");
      string userName = Console.ReadLine();
      Console.WriteLine($"你好, {userName}!");

重要提示： Console.ReadLine() 总是返回一个字符串。如果你需要读取数字类型（如 int, double），你需要将读取到的字符串转换 (Convert) 成相应的数字类型。

“`csharp
Console.Write(“请输入一个数字: “);
string input = Console.ReadLine();

// 尝试将字符串转换为整数
// 使用 int.Parse() 或 Convert.ToInt32()
try
{
int number = int.Parse(input);
// int number = Convert.ToInt32(input); // 另一种转换方法
Console.WriteLine($”你输入的数字是: {number}”);
}
catch (FormatException) // 捕获格式错误异常
{
Console.WriteLine(“输入无效，请输入一个整数。”);
}
``try-catch块用于处理可能发生的错误（异常处理），在这里用来捕获用户输入非数字字符串时int.Parse抛出的FormatException`。异常处理是另一个重要概念，后续可以深入学习。

第四章：控制程序流程——让代码“思考”

编写程序不仅仅是执行一条条语句，很多时候需要根据条件来决定执行哪部分代码，或者重复执行某段代码。这涉及到控制程序流程的结构。

4.1 条件语句 (Conditional Statements)

用于根据条件的真假来执行不同的代码块。

  • if, else if, else：
    “`csharp
    int time = 14;

    if (time < 12)
    {
    Console.WriteLine(“上午好!”);
    }
    else if (time < 18) // 如果第一个条件不满足，再检查这个条件
    {
    Console.WriteLine(“下午好!”);
    }
    else // 如果以上所有条件都不满足
    {
    Console.WriteLine(“晚上好!”);
    }
    ``
    你可以只使用    if，或者if结合else，或者if结合多个else if和一个可选的else`。

  • switch： 用于基于一个变量的不同值来执行不同的代码块。通常用于替代多个 else if 对同一个变量进行判断的情况。
    “`csharp
    int dayOfWeek = 3; // 假设 1=周一, 2=周二, …

    switch (dayOfWeek)
    {
    case 1:
    Console.WriteLine(“今天是周一。”);
    break; // 每个 case 后面通常需要 break 来跳出 switch 块
    case 2:
    Console.WriteLine(“今天是周二。”);
    break;
    case 3:
    Console.WriteLine(“今天是周三。”);
    break;
    case 4:
    case 5: // 可以将多个 case 合并
    Console.WriteLine(“今天是周四或周五。”);
    break;
    default: // 当所有 case 都不匹配时执行
    Console.WriteLine(“今天是周末或无效输入。”);
    break;
    }
    “`

4.2 循环语句 (Loop Statements)

用于重复执行一段代码块。

  • for 循环： 当你知道需要重复多少次时，for 循环是常用的选择。
    csharp
    // 语法: for (初始化; 条件; 迭代器) { 代码块 }
    for (int i = 0; i < 5; i++) // 从 i=0 开始，只要 i<5 就执行，每次 i 增加 1
    {
    Console.WriteLine($"循环次数: {i}");
    }
    // 输出:
    // 循环次数: 0
    // 循环次数: 1
    // 循环次数: 2
    // 循环次数: 3
    // 循环次数: 4
  • while 循环： 当你不确定循环需要执行多少次，只知道循环继续的条件时，使用 while 循环。
    csharp
    int count = 0;
    while (count < 3) // 只要 count 小于 3 就执行
    {
    Console.WriteLine($"当前 count: {count}");
    count++; // 记得在循环体内更新条件相关的变量，否则可能造成无限循环
    }
    // 输出:
    // 当前 count: 0
    // 当前 count: 1
    // 当前 count: 2
  • do-while 循环： 类似于 while 循环，但它先执行一次循环体，然后再检查条件。这确保循环体至少执行一次。
    csharp
    int num = 0;
    do
    {
    Console.WriteLine($"当前 num: {num}");
    num++;
    } while (num < 0); // 条件为假，但循环体已经执行了一次
    // 输出:
    // 当前 num: 0
  • break 和 continue：
    • break: 用于立即退出当前所在的循环或 switch 语句。
    • continue: 用于跳过当前循环的剩余部分，直接进入下一次循环迭代。

第五章：面向对象编程 (OOP) 初探——万物皆对象

C# 是一种面向对象的语言。面向对象编程 (OOP) 是一种编程范式，它将程序组织成相互协作的“对象”。对象是现实世界中实体或概念的抽象。

OOP 的核心思想包括：封装、继承和多态。对于初学者，我们先从最基本的概念——类和对象——开始了解。

  • 类 (Class)： 类是对象的蓝图或模板。它定义了对象具有的属性（数据，characteristics）和方法（行为，actions）。你可以将类想象成制造汽车的图纸。
  • 对象 (Object)： 对象是类的具体实例。它是按照类的蓝图创建出来的实体。使用 new 关键字来创建对象。你可以将对象想象成根据图纸制造出来的实际汽车。

示例：创建一个简单的 Person 类

“`csharp
// 定义一个 Person 类
class Person
{
// 属性 (Properties): 定义对象的数据
public string Name { get; set; } // 一个字符串类型的 Name 属性
public int Age { get; set; } // 一个整数类型的 Age 属性

// 方法 (Methods): 定义对象的行为
public void SayHello()
{
    Console.WriteLine($"你好，我的名字是 {Name}，我今年 {Age} 岁。");
}

}
``
*public: 访问修饰符，表示这个属性或方法可以在类的外部访问。
*{ get; set; }: 这是 C# 中的自动实现的属性语法，它会自动创建私有的后备字段，并提供公共的get(获取值) 和set` (设置值) 访问器。

创建和使用 Person 对象：

“`csharp
// 在 Main 方法或其他地方创建并使用 Person 对象
class Program // 通常在 Program.cs 文件中
{
static void Main(string[] args)
{
// 创建一个 Person 类的对象，名为 person1
Person person1 = new Person();

    // 给对象的属性赋值
    person1.Name = "张三";
    person1.Age = 30;

    // 调用对象的方法
    person1.SayHello(); // 输出: 你好，我的名字是 张三，我今年 30 岁。

    // 创建另一个 Person 对象
    Person person2 = new Person();
    person2.Name = "李四";
    person2.Age = 25;
    person2.SayHello(); // 输出: 你好，我的名字是 李四，我今年 25 岁。
}

}
“`

在这个例子中，Person 是类（蓝图），person1 和 person2 是根据 Person 蓝图创建出来的两个不同的对象（实例）。每个对象都有自己独立的 Name 和 Age 值，但都可以调用 SayHello 方法。

面向对象编程是 C# 的核心，理解类和对象的概念是学习 C# 的重要一步。随着学习的深入，你会接触到更多 OOP 的概念。

第六章：继续学习——下一步该怎么做？

恭喜你已经掌握了 C# 的基本知识！但这仅仅是开始。C# 和 .NET 的世界非常广阔。为了进一步提升你的编程能力，你可以：

  1. 持续练习： 编程是一项实践性很强的技能。尝试解决一些简单的编程问题，或者修改你已经写的代码，加入新的功能。
  2. 探索更多 C# 特性：
    • 数组 (Arrays) 和集合 (Collections)： 如何存储和操作一组数据（如 List<T>, Dictionary<TKey, TValue> 等）。
    • 更多 OOP 概念： 继承 (Inheritance)、多态 (Polymorphism)、封装 (Encapsulation)、抽象 (Abstraction)、接口 (Interfaces)。
    • 结构体 (Structs) 和枚举 (Enums)。
    • 异常处理 (Exception Handling)： 使用 try-catch-finally 来优雅地处理运行时错误。
    • 委托 (Delegates) 和事件 (Events)。
    • LINQ (Language Integrated Query)： 强大的数据查询技术。
  3. 选择一个领域深入学习：
    • 桌面应用： 学习 WPF 或 WinForms 来构建带有用户界面的应用程序。
    • Web 开发： 学习 ASP.NET Core 来构建网站和 Web API。
    • 游戏开发： 深入学习 Unity 引擎和 C# 脚本编程。
    • 移动开发： 学习 .NET MAUI 来构建跨平台移动应用。
    • 数据访问： 学习如何使用 Entity Framework Core 等 ORM (对象关系映射) 工具与数据库交互。
  4. 学习使用调试器： Visual Studio 强大的调试功能是解决 Bug 的利器，学会设置断点、单步执行、查看变量值等非常重要。
  5. 查阅官方文档： Microsoft 提供的 C# 和 .NET 官方文档 (learn.microsoft.com) 是最权威、最详细的学习资源。养成查阅文档的习惯。
  6. 参与社区： 加入 C# 开发者论坛、技术交流群，提问、分享、帮助他人，这会加速你的学习进程。
  7. 阅读优秀代码： 学习他人的代码风格和解决问题的方式。

推荐的学习资源：

  • Microsoft Learn (learn.microsoft.com): 提供大量免费的交互式 C# 和 .NET 教程。
  • Visual Studio 官方文档： 详细介绍了 Visual Studio 的使用方法。
  • 在线课程平台： Coursera, edX, Udemy, Bilibili 等平台有许多优质的 C# 课程（有些可能收费）。
  • 技术书籍： 经典书籍如《C# In a Nutshell》、《CLR via C#》等（适合进阶）。
  • 技术博客和论坛： CSDN, 博客园 (cnblogs.com), Stack Overflow (英文) 等。

结论

C# 是一门非常值得投入时间学习的语言，它拥有强大的功能、广泛的应用领域和友好的开发环境。本指南带你了解了 C# 的基础，包括环境搭建、基本语法、控制流程和面向对象的基础概念。

编程是一个持续学习和实践的过程。不要害怕犯错，大胆尝试，多写代码，多思考，遇到困难时寻求帮助。随着你的不断深入，你会发现 C# 的魅力所在，并能够用它创造出令人惊叹的应用程序。

祝你在 C# 的学习旅途中一切顺利，享受编码的乐趣！

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