C# - 速查表

C# 现代速查表

本速查表提供了对 C# 基本和现代概念的快速参考。C# 是一种多功能、跨平台的语言，由 .NET 生态系统提供支持，用于构建 Web API、云服务、桌面、移动和游戏应用程序。本指南将帮助您快速掌握开发、面试和考试的关键语法和功能。

1. 基本程序结构（现代 .NET）

现代 C#（.NET 6+）使用顶级语句来简化控制台应用程序的代码。

// 对于简单的程序，不需要 'using System;'、'namespace'、'class' 或 'Main' 方法。
Console.WriteLine("Hello, Modern C#!");

2. 注释

// 这是单行注释。

/*
这是
多行注释。
*/

/// <summary>
/// 这是用于生成文档的 XML 文档注释。
/// </summary>

3. 数据类型

值类型（直接存储数据）

整数: int、long、short、byte（以及无符号的 uint、ulong 等）
浮点数: double（默认）、float、decimal（用于高精度财务计算）
布尔: bool (true 或 false)
字符: char（单个 Unicode 字符）
结构体: struct（用户定义的值类型）
枚举: enum（一组命名常量）

引用类型（存储数据的引用/地址）

字符串: string（不可变字符序列）
数组: int[]、string[] 等
类: class（对象的蓝图）
记录类型: record（C# 9 中新增的不可变类或结构体）
接口: interface（类的契约）
委托: delegate（表示方法签名的一种类型）

4. 变量和常量

// 变量声明
string name = "Alice";
int age = 30;

// 'var' 从值中推断类型
var message = "Hello, World!"; // 编译器知道 'message' 是一个字符串

// 常量声明（值必须在编译时已知）
const double Pi = 3.14159;

5. 条件语句

int temperature = 25;

if (temperature < 0) {
    Console.WriteLine("结冰！");
} else if (temperature > 30) {
    Console.WriteLine("炎热！");
} else {
    Console.WriteLine("温度适中。");
}

// 现代 switch 表达式 (C# 8+)
string weatherDescription = temperature switch {
    < 0 => "结冰",
    > 30 => "炎热",
    _ => "适中" // _ 是弃元模式，充当默认值
};

6. 循环

// for 循环
for (int i = 0; i < 3; i++) {
    Console.WriteLine($"For 循环迭代: {i}");
}

// foreach 循环（用于集合）
var names = new List<string> { "Ana", "Bob", "Charlie" };
foreach (var name in names) {
    Console.WriteLine($"你好, {name}！");
}

// while 循环
int countdown = 3;
while (countdown > 0) {
    Console.WriteLine(countdown--);
}

// do-while 循环（至少执行一次）
do {
    // ...
} while (condition);

7. 集合（常用）

// 数组（固定大小）
int[] numbers = { 1, 2, 3, 4, 5 };
numbers[0] = 10; // 通过索引访问

// 列表（动态大小）
using System.Collections.Generic;
var fruits = new List<string> { "Apple" };
fruits.Add("Banana");
fruits.Remove("Apple");

// 字典（键值对）
var userAges = new Dictionary<string, int> {
    { "Alice", 30 },
    { "Bob", 25 }
};
int bobsAge = userAges["Bob"];

8. 方法

public int Add(int a, int b) {
    return a + b;
}

// 表达式体方法（用于简单、单行方法）
public int Multiply(int a, int b) => a * b;

9. 类和对象

public class Car {
    // 带有自动实现的 getter/setter 的属性
    public string Color { get; set; }
    public int Year { get; }

    // 构造函数
    public Car(int year, string color) {
        Year = year;
        Color = color;
    }

    // 方法
    public void StartEngine() => Console.WriteLine("引擎已启动！");
}

// 创建一个对象（实例化）
var myCar = new Car(2023, "Red");
myCar.StartEngine();

10. 记录类型 (C# 9+)

记录类型用于创建具有基于值相等性的不可变数据类型。

// 位置记录类型 - 用于不可变类型的简洁语法
public record Person(string FirstName, string LastName);

var person1 = new Person("John", "Doe");
var person2 = new Person("John", "Doe");
Console.WriteLine(person1 == person2); // True

// 使用 'with' 表达式进行非破坏性修改
var person3 = person1 with { LastName = "Smith" };
Console.WriteLine(person3.LastName); // Smith

11. 异常处理

try {
    int result = 10 / 0;
} catch (DivideByZeroException ex) {
    Console.WriteLine("错误: 不能除以零。");
    // 记录异常: Console.WriteLine(ex.Message);
} finally {
    Console.WriteLine("此块总是执行。");
}

12. `async` 和 `await`

用于编写响应式、非阻塞的异步代码。

public async Task<string> FetchDataAsync() {
    using var client = new HttpClient();
    Console.WriteLine("开始下载...");
    // await 暂停方法执行，但不会阻塞线程
    string data = await client.GetStringAsync("https://api.example.com/data");
    Console.WriteLine("下载完成。");
    return data;
}

13. LINQ（语言集成查询）

用于以声明性方式查询集合。

using System.Linq;

var numbers = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };

// 方法语法（最常用）
var evenSquares = numbers.Where(n => n % 2 == 0)
                         .Select(n => n * n)
                         .ToList(); // [4, 16, 36, 64, 100]

// 查询语法（类似 SQL）
var oddNumbers = from n in numbers
                 where n % 2 != 0
                 select n;

14. 可为空引用类型 (NRTs, C# 8+)

有助于在编译时防止 NullReferenceException。在 .csproj 文件中启用 <Nullable>enable</Nullable> 即可。

// 启用 NRTs 后:

string nonNullableName = "Valid Name";
// nonNullableName = null; // 生成编译器警告

string? nullableName = null; // '?' 表示这可以是 null

// 在使用可为空类型之前，必须检查是否为 null
if (nullableName != null) {
    Console.WriteLine(nullableName.Length);
}

// 或使用 null 条件运算符
Console.WriteLine(nullableName?.Length);

15. 字符串操作

// 字符串内插
string name = "World";
string greeting = $"Hello, {name}!";

// 常用方法
string text = "  Some Text  ";
text.ToUpper();         // "  SOME TEXT  "
text.Trim();            // "Some Text"
text.Contains("Text");  // true
text.Replace("Some", "More"); // "  More Text  "

// 检查是否为 null 或空/空白字符串
string.IsNullOrEmpty(name);       // False
string.IsNullOrWhiteSpace(" ");  // True

16. 文件 I/O（使用 `System.IO`）

// 现代异步文件操作
string filePath = "myFile.txt";

// 写入文件
await File.WriteAllTextAsync(filePath, "Hello from C#!");

// 从文件读取
string content = await File.ReadAllTextAsync(filePath);

// 追加到文件
await File.AppendAllTextAsync(filePath, "\nThis is a new line.");