C# 编程语言学习教程

目录

1. C# 简介
   • 1.1 什么是 C#
   • 1.2 C# 的特点
   • 1.3 C# 的应用领域
2. 环境搭建
   • 2.1 安装 Visual Studio
   • 2.2 创建第一个 C# 项目
3. 基础语法
   • 3.1 数据类型
   • 3.2 控制结构
   • 3.3 数组与字符串
4. 面向对象编程
   • 4.1 类与对象
   • 4.2 继承与多态
   • 4.3 接口与抽象类
5. 常用库与框架
   • 5.1 .NET Framework 与 .NET Core
   • 5.2 常用类库
6. 异常处理
   • 6.1 异常的概念
   • 6.2 try-catch 语句
7. 文件操作
   • 7.1 读写文本文件
   • 7.2 读写二进制文件
8. 多线程编程
   • 8.1 线程的概念
   • 8.2 使用 Task 进行异步编程
9. 数据库操作
   • 9.1 ADO.NET 基础
   • 9.2 Entity Framework
10. 总结与学习资源

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1. C# 简介

1.1 什么是 C#

C# 是一种现代的、通用的、面向对象的编程语言，由微软于 2000 年推出。它是 .NET 平台的主要语言之一，广泛应用于 Windows 应用程序、Web 应用程序、游戏开发等领域。

1.2 C# 的特点

• 简单易学：C# 的语法与 Java 和 C++ 类似，易于上手。
• 面向对象：支持封装、继承和多态等面向对象特性。
• 强类型语言：类型安全，编译时检查类型错误。
• 跨平台支持：通过 .NET Core 可以在多种平台上运行。

1.3 C# 的应用领域

• 桌面应用程序：使用 Windows Forms 或 WPF 开发。
• Web 应用程序：使用 ASP.NET 开发。
• 游戏开发：使用 Unity 引擎开发游戏。
• 移动应用：使用 Xamarin 开发跨平台移动应用。

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2. 环境搭建

2.1 安装 Visual Studio

1. 访问 Visual Studio 官网。
2. 下载并安装 Visual Studio Community 版本。
3. 在安装过程中选择 “.NET 桌面开发” 工作负载。

2.2 创建第一个 C# 项目

1. 打开 Visual Studio，选择“创建新项目”。
2. 选择“控制台应用程序”，点击“下一步”。
3. 命名项目并选择保存路径，点击“创建”。

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3. 基础语法

3.1 数据类型

C# 支持多种数据类型，包括：

• 整数类型：int, long, short, byte
• 浮点类型：float, double, decimal
• 字符类型：char
• 布尔类型：bool
• 字符串类型：string

示例：

int age = 25;
double height = 1.75;
char initial = 'A';
bool isStudent = true;
string name = "Alice";

3.2 控制结构

C# 支持常见的控制结构，如条件语句和循环语句。

条件语句示例：

if (age >= 18)
{
    Console.WriteLine("成年人");
}
else
{
    Console.WriteLine("未成年人");
}

循环语句示例：

for (int i = 0; i < 5; i++)
{
    Console.WriteLine(i);
}

3.3 数组与字符串

数组示例：

int[] numbers = { 1, 2, 3, 4, 5 };
Console.WriteLine(numbers[0]); // 输出 1

字符串示例：

string greeting = "Hello, World!";
Console.WriteLine(greeting.Length); // 输出 13

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4. 面向对象编程

4.1 类与对象

C# 是面向对象的语言，类是对象的蓝图。

示例：

public class Person
{
    public string Name { get; set; }
    public int Age { get; set; }

    public void Introduce()
    {
        Console.WriteLine($"我是 {Name}, {Age} 岁");
    }
}

// 创建对象
Person person = new Person { Name = "Alice", Age = 25 };
person.Introduce(); // 输出：我是 Alice, 25 岁

4.2 继承与多态

C# 支持类的继承和多态。

示例：

public class Animal
{
    public virtual void Speak()
    {
        Console.WriteLine("动物发声");
    }
}

public class Dog : Animal
{
    public override void Speak()
    {
        Console.WriteLine("汪汪");
    }
}

// 使用多态
Animal myDog = new Dog();
myDog.Speak(); // 输出：汪汪

4.3 接口与抽象类

接口定义了一组方法，而抽象类可以包含实现。

接口示例：

public interface IDrawable
{
    void Draw();
}

public class Circle : IDrawable
{
    public void Draw()
    {
        Console.WriteLine("画一个圆");
    }
}

抽象类示例：

public abstract class Shape
{
    public abstract void Draw();
}

public class Square : Shape
{
    public override void Draw()
    {
        Console.WriteLine("画一个方形");
    }
}

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5. 常用库与框架

5.1 .NET Framework 与 .NET Core

• .NET Framework：主要用于 Windows 平台的开发。
• .NET Core：跨平台，支持 Windows、Linux 和 macOS。

5.2 常用类库

• System.Collections：提供集合类。
• System.IO：提供文件操作类。
• System.Net：提供网络操作类。

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6. 异常处理

6.1 异常的概念

异常是程序运行中发生的错误，C# 提供了异常处理机制来捕获和处理这些错误。

6.2 try-catch 语句

使用 try-catch 语句来捕获异常。

示例：

try
{
    int[] numbers = { 1, 2, 3 };
    Console.WriteLine(numbers[3]); // 引发异常
}
catch (IndexOutOfRangeException ex)
{
    Console.WriteLine("索引超出范围: " + ex.Message);
}

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7. 文件操作

7.1 读写文本文件

使用 StreamReader 和 StreamWriter 进行文本文件操作。

示例：

// 写入文件
using (StreamWriter writer = new StreamWriter("test.txt"))
{
    writer.WriteLine("Hello, World!");
}

// 读取文件
using (StreamReader reader = new StreamReader("test.txt"))
{
    string content = reader.ReadToEnd();
    Console.WriteLine(content);
}

7.2 读写二进制文件

使用 BinaryReader 和 BinaryWriter 进行二进制文件操作。

示例：

// 写入二进制文件
using (BinaryWriter writer = new BinaryWriter(File.Open("data.bin", FileMode.Create)))
{
    writer.Write(1);
    writer.Write(2.5);
}

// 读取二进制文件
using (BinaryReader reader = new BinaryReader(File.Open("data.bin", FileMode.Open)))
{
    int number = reader.ReadInt32();
    double value = reader.ReadDouble();
    Console.WriteLine($"{number}, {value}");
}

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8. 多线程编程

8.1 线程的概念

多线程允许程序同时执行多个任务，C# 提供了 Thread 类来创建和管理线程。

8.2 使用 Task 进行异步编程

使用 Task 类可以更简单地进行异步编程。

示例：

public async Task<string> FetchDataAsync()
{
    await Task.Delay(2000); // 模拟异步操作
    return "数据获取完成";
}

public async void Start()
{
    string result = await FetchDataAsync();
    Console.WriteLine(result);
}

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9. 数据库操作

9.1 ADO.NET 基础

ADO.NET 是用于与数据库交互的主要 API。

示例：

using (SqlConnection connection = new SqlConnection("your_connection_string"))
{
    connection.Open();
    SqlCommand command = new SqlCommand("SELECT * FROM Users", connection);
    SqlDataReader reader = command.ExecuteReader();

    while (reader.Read())
    {
        Console.WriteLine(reader["Name"]);
    }
}

9.2 Entity Framework

Entity Framework 是一个 ORM 框架，简化了数据库操作。

示例：

using (var context = new YourDbContext())
{
    var users = context.Users.ToList();
    foreach (var user in users)
    {
        Console.WriteLine(user.Name);
    }
}

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10. 总结与学习资源

C# 是一门功能强大的编程语言，适用于多种开发场景。通过本教程，你已经掌握了 C# 的基础语法、面向对象编程、异常处理、文件操作、多线程编程以及数据库操作等重要概念。

学习资源

• C# 官方文档
• C# 教程
• LeetCode 练习

希望这份教程能帮助你更好地学习 C# 编程语言，祝你编程愉快！如有疑问，欢迎在评论区留言。