C#编程学习笔记（一）

C#完全面向对象，一个项目也是一个类，一个功能也可以是一个类

名称空间（namespace）：类似python中的包，但是也可以不使用using,直接使用名称空间

using：引入名称空间，类似python中的import，方便管理类，也防止类的名称相同引起的冲突

ctrl+. 查看使用名称空间

dll：类库

dll引用：黑盒引用，看不到源码

项目引用：白盒引用

nuget : 引用网上的类库

一个project可以被多个solution所引用

添加project：在vs中右击solution，Add，Existing Project(现有项)

类（或对象）之间的耦合关系。追求高内聚，低耦合

UML(通用建模语言) 类图：展现类和类之间的关系

Program类依赖于Console类。

从现实世界抽象到类的过程叫建模

编程唯物主义

可以定义类变量，之后再实例化，比如类变量名；

com组件是非托管对象，可以不需要.net框架而直接运行，.net框架组件是托管对象，必须有.net框架的支撑才能运行

暂时理解：C#中的引用是浅拷贝，传递的是引用，修改引用后的值会影响原来的值。

.NET Framework和.NET Core

类的三大成员：属性，方法，事件。

事件(event)：类或对象通知其他类或对象的机制，为C#所特有，善用事件机制非常重要

在visual studio中，点击一下某个类，按F1就能进入这个类的定义

特殊类或对象在成员方面侧重点：

模型类或对象重在属性，如Entity Framework
工具类或对象重在方法，如Math，Console
通知类或对象重在事件，如各种Timer

静态（Static）成员在语义上表示它是“类的成员”
实例（非静态）成员在语义上表示它是“对象的成员”
绑定（Binging）指的是编译器如何把一个成员与类或对象关联起来（晚绑定：动态语言，早绑定）
. 操作符——成员访问操作符

构成C#语言的基本元素

精通：了解常用的元素的运行机制

关键字（Keyword）：学习的时候按照逻辑分组来学
操作符（Operator）
标识符（Identifier）
- 什么是合法的标识符：下划线或字符开头，非要用关键字可以在前面加上@
- 大小写规范
- 命名规范：变量名用小驼峰法，类、方法名、命名空间用大驼峰法，方法名应该是一个动词或者动词短语
标点符号
文本（字面值）
- 整数：长整型后面加个L(64位 long，短整型32位 int)
- 实数(小数)：float单精度(32位后缀加F)，double双精度(64位，后缀加D)
- 字符： char，用单引号
- 字符串：string，用双引号
- 布尔：true，false
- 空（null）
注释：//, /* */

上面的五种叫标记（Token）：对于编译器有意义的字符

类型（Type）:也叫数据类型

```
Type myType = type(Forms)；
PropertyInfo[] plnfos = myType.GetProperties(); //查看所有的属性
MethodInfo[] mlnfos = myType.GetMethods(); //查看所有的方法
Console.WriteLine(myType.BaseType.FullName)； //查看父类名称


- 变量

  - 变量的声明：var声明编译器会自动判断出来类型，一般都使用int，double等明确的标识数据类型
  - 变量的使用

- 方法：处理数据的逻辑，又称“算法”

  - 方法的声明

class Calculator
{

 public int Add(int a, int b)  // 加入public，可以在类外面也能访问这个方法，默认是private，只能在类内访问
 {
      int result = a + b;
      return result;    
  }

}


- 方法的调用

  - ```
    Calculator c = new Calculator();
    int x = c.Add(2, 3);
    Console.WriteLine(x);

程序 = 数据 + 算法

强类型语言与弱类型语言的：数据受到数据类型的约束，就是强类型语言（java，C#），弱类型：js

C#为了学习弱类型语言，引入了dynamic关键字，可以不通过强制类型转换就可以进行数据赋值

内存分配

Stack（栈）简介：给函数调用使用的，比较小
Stack overflow：栈溢出，死循环会造成栈溢出
Heap（堆）简介：存储对象，比较大
使用Performance Monitor查看进程的堆内存使用量，WIN+R运行perfmon, 选择Process(进程)，Private Bytes(不与其他处理共享的，已分配的当前字节数)
关于内存泄漏：指堆分配内存后没有回收
内存是以字节为单位，每个字节有自己的地址号

C#的类型系统

五大数据类型

类(Classes): 如object, string, Windows，Form，Console
结构体(Structures)：如bool, byte. Int32， Int64，Single
枚举(Enumerations)：enum定义的类型，只能从固定的几种定义中选取一种
接口(Interfaces)
委托(Delegates)

C#类型的派生谱系

列表定义：List :定义一个列表，里面存int型

变量、对象和内存

变量表示了存储位置，变量名对应着变量的值在内存中的存储位置

变量有七种：静态变量（属于类）、实例变量（成员变量、字段，默认是实例变量），数组元素，值参数，引用参数（ref定义），输出形参（out定义），局部变量

值类型的变量

byte/sbyte/short/ushort：
- byte一个字节(0到255)
- sbyte带符号的一个字节(-128到+127，计算机中负数是以补码存储的，反码：正数反码是本身，负数反码是除符号位的其他位0变1,1变0，补码：正数是本身，负数的补码是:符号位为1,其余各位求反,末位加1)
- ushort：无符号短整型（0~65536），两个字节，高八位(左八位)存在高地址(大一点的地址)
- short：有符号短整型(-32768~32767)
值类型没有实例, 所谓的“实例”与变量合二为一。即int x; 而不是Int x =new Int();

引用类型的变量与实例

引用类型定义的时候给引用类型分四个字节（栈内存，用于存堆内存的首地址，刚开始全部置0），实例化的时候会根据类中的值类型再次分配相应的大小(分配到堆内存)，然后将栈内存中的的四个字节改成堆内存的首地址，传递实例也是传递的指针。

局部变量：分配在栈内存

默认值：引用类型中的成员变量在堆内存中分配好之后就会被置0，本地变量不允许未赋值就打印（C#不允许）。

常量：const修饰

装箱与拆箱(Boxing & Unboxing)：

装箱：当引用类型发现引用的值不在堆内存中，而是一个栈内存中的值的时候，会把栈内存中的值先copy到堆内存中，然后在写入这个堆内存中的内存地址—–把栈上的值类型的值封装成object类型的实例在堆上
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int x = 100; // 存在栈内存
object obj; // 存在栈内存
obj = x; // 从x所在的栈内存复制值到堆内存，再存入堆内存的地址
拆箱：把堆上面object类型上实例的值按照要求拆成目标数据类型，然后存到栈上去
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// 上接拆箱
int y = (int)obj;
现在用的少了，有性能损失。

对象内存分配遵循以下两条原则：
引用类型总是分配到堆内存。
值类型和指针的分配与它们声明位置有关系

方法的定义、调用和调试

方法的由来

方法（method）的前身是C/C++语言的函数（function）
永远都是类（或结构体）的成员，纯面向对象语言，不能有方法独立于类之外
- C#语言中函数不可能独立于类之外
- 只有作为类（结构体）的成员时才被称为方法
- C++中可以，称为全局函数
是类的最基本成员之一（另一个是字段–变量）
为什么需要方法和函数

隐藏复杂的逻辑
把大算法分解为小算法
复用（reuse）

方法的声明和调用

method-declaration(声明)

　　method-header method-body

method-header(只列出了常用的)

　　method-modifiersopt(opt表示非必须) return-type member-name(动词或动词短语) type-parameter-listopt(formal-parameter-listopt即形参)

method-modifiers:

　　method-modifier

　　method-modifiers method-modifier

method-modifier:

　　new

　　public

　　protected

　　static

　　…

public static double xxx() // 公共方法，可在外部调用，静态方法，由类使用
{
      ;      
}

构造器

构造器(constructor)是类的成员之一
狭义的构造器指的是“实例构造器”(instance constructor)
- 创建实例的时候就是调用了类的构造器，类的构造器会帮助初始化字段。（类似于python中的__init__）,并允许多个构造器，默认会置0，整型就是0，字符串全是0的话就是null

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// 自定义构造器
   class Student
   {
       public Student(int initId, string initName)   // 构造器
       {
           this.ID = initId;
           this.Name = initName;
       }
       public Student()   // 另一个构造器，会根据传入的参数进行自动选择
       {
           this.ID = 1;
           this.Name = "No name";  //string，引用类型，存引用，去堆中创建
       }
    
       public int ID;
       public string Name;
   }

构造器的内存原理
- 如果是带参数的构造器，会先在栈内存中分配四个字节，然后根据参数类型个数分配相应的堆内存，如果参数中有string，则会再开辟一块内存存值，之前分配的存地址
方法的重载(Overload)
- 调用重载方法
- 声明带有重载的方法
  - 方法签名(method signature)由方法的名称、类型形参的个数和他的每一个形参(按从左往右的顺序)的类型和种类（值、引用ref或输出out）组成。方法签名不包含返回类型。方法的名字可以一样，签名不能一样。比如Console.WriteLine()有19个签名，按上下键可以切换，一般情况根据传入的参数自动选择。

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



- 重载决策（到底调用哪一个重载）：用于给定了参数列表和一组后选函数成员的情况下，选择一个最佳函数成员来实施调用。

如何对方法进程debug
- 设置断点（breakpoint）
- 观察方法调用时的call stack：查看调用情况
- Step-in(跟踪到被调函数里边去，也叫step-into，F11)，Step-over(不进入子函数，F10), Step-out(退出当前被调函数)
- 观察局部变量的值与变化
方法的调用与栈
- 方法调用时栈内存的分配(主调用与被调用)
  - 对stack frame(一个方法在被调用的时候在内存中的布局)的分析：谁调用，谁负责压栈(不同的语言情况不同)
  - 未细看

操作符

优先级从上往下一次降低

- 操作符不能脱离与它相关联的数据类型，整数的除号和浮点数的符号就不同
- 操作符的本质是函数（即算法）的“简记法”，比如想使用加号，只需要把方法名改成关键字operator +
- 带有赋值功能的运算符的顺序是由右向左，比如x += y += z，先算y+=z, 再算x +=
点操作符：成员访问操作符，访问外层名称空间中的子名称空间，访问名称空间中的类型，访问类型的静态成员，访问对象的成员
[ ]操作符：元素访问操作符，访问集合(数组和字典)中的元素，数组：int[ ] myIntArrat = new int[ ] {1,2,3}; myIntArray[0]; 字典：Dictionary<string, Student> stuDic = new Dictionary<string, Student>();
后置++操作符：遇到赋值操作符时， y = x++ 先把x的值传递给y，然后再计算x++
typeof操作符：查看一个类型的内部结构（Metadata，元数据），Type t = typeof(int); 可以查看t.Namespace，t.GetMethods[]
default操作符：帮助获取一个类型的默认值,int x = default(int), 结构体类型默认是0，引用类型的默认值是null，枚举类型（enum定义）中返回的是枚举类型中为0的，如果枚举类型没赋值，那就是第一个值，如果没有为0的，那就直接返回0，而非枚举类型中的值。内存块中其实都是0，只是根据不同的类型返回不同的值
new操作符：在内存中创建一个类型的实例，并立刻调用这个实例的实例构造器，还可以调用这个实例的初始化器
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Form myForm = new Form() { Text = "Hello"}; // 花括号中的就是初始化器

- 显示变量：明确说明是什么类型，比如Int
- 隐式变量：用var定义，由赋值的时候编译器去判断是什么类型
- 强类型语言，一旦确认了类型就不能再修改了
- string类型是类，但是不用new操作符，这是个语法糖，其实底层用了
sizeof操作符：在内存中占用的字节，也可以获取自定义的类型大小，但是要在unsafe中执行
-> 操作符：指针访问操作符，C#中的指针要在unsafe中使用
一元操作符：只有一个操作数
&x：取地址操作符，需要不安全的上下文，取数据在内存中的地址

Student* pStu = &stu;
*x：引用操作符，需要不安全的上下文，拿到内存中地址所指的对象
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(*pStu).Score = 100; // 加括号是因为点操作符优先级高于引用操作符
+ - 操作符：正号和负号，通过一个操作数来区分加减号
前置++操作符：单独使用时和后置++相同，遇到赋值操作符时，会先算++，然后再赋值
(T)x：强制类型转换操作符
- 隐式类型转换：由编译器区自动判断类型进行转换
  - 不丢失精度的转换：比如int型向long型转换，小范围向大范围数值转换
  - 子类向父类的转换：子类向父类传递时，只会看到父类中的方法
  - 装箱：值类型的实例从栈转移到堆里去
- 显示类型转换
  - 有可能丢失精度（甚至发生错误）的转换，即cast(铸造，高精度向低精度转换)：(T)x，T表示要转到的类型
  - 拆箱
  - 使用Conver：进行类型转换的工具类，一般情况下string不能向int类型转换，差别太大，就可以使用Conver
  - ToString方法与各数据类型的Parse/TryParse方法:Parse只能解析可以转换的数值，不符合格式的话直接报错，TryParse可以返回一个bool类型，告知是否可以转换
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    double x = double.Parse("12.0");
- 自定义类型转换操作符
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  public static explicit operator Monkey(Stone stone) // 定义了一个类型转换的方法，在Stone类中定义，explicit：显示类型转换
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  explicit
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  { Monkey m = new Monkey(); m.Age = stone.Age / 500; return m; }
<< : 左移操作符，没有溢出的情况下，左移一位就是乘二，右移一位就是除二
is操作符：判断是否是一个类，继承下来的也算是同一个，类都是从object类型派生出来的，但是派生出来的类和以前的不是同一个，子类属于父类，父类不属于子类
as操作符：如果是一个类，就把这个类的引用传递过去进行强制类型转换，如果不是，则传null
?：可空类型修饰符，引用类型可以使用空引用表示一个不存在的值，而值类型通常不能表示为空，比如int x = null会报错，这时候可以使用可空操作符 int? x = null;