从零开始重学C#基础

一、数据类型与内存管理

1. 值类型（Value Types）

• 定义：直接存储数据本身，存放在**栈（stack）**中。
• 包含类型：
  • 基本类型：int, float, double, bool, char, byte, short, long
  • 结构体（struct）：用户自定义的值类型，需继承自System.ValueType。
  • 枚举（enum）：本质上是int的别名，但可定义命名常量。
• 关键特性：
  • 赋值/传递时创建副本：

    int a = 10;
    int b = a; // b是a的副本，修改b不影响a

  • 方法参数传递：值类型参数传递的是值的副本，方法内修改不影响原始变量。

    void Modify(int x) { x = 20; }
    int num = 10;
    Modify(num); // num仍为10

  • 结构体的注意事项：
    • 结构体可以有构造函数、方法，但实例化时不需要new（除非显式调用构造函数）。
    • 避免定义过大结构体（建议不超过16字节），否则性能可能下降。

2. 引用类型（Reference Types）

• 定义：存储对数据的引用（内存地址），数据本身存放在**堆（heap）**中。

插入知识：堆和栈

	栈Stack	堆Heap
空间	小	大
速度	快	慢
内存分配释放	自动	手动
存储	局部变量、函数参数、地址	动态分配对象、大型数据结构
生命周期	函数调用结束后销毁	手动释放/垃圾回收器
特点	LIFO（后进先出）	动态分配
分配顺序	按序分配	动态寻找可用内存块
P p =new P("A",1)  定义一个P类型变量小p	变量:p ———————— 地址:0x01 小p变量存储在栈内	P对象 —————— 内容:A,1 大P对象内容存储在堆内

 

• 包含类型：
  • 类（class）：如string, object, 自定义类。
  • 接口（interface）、委托（delegate）、数组（array）、dynamic类型。
• 关键特性：
  • 赋值/传递时传递引用：

    Person p1 = new Person { Name = "Alice" };
    Person p2 = p1; // p2和p1指向同一对象
    p2.Name = "Bob"; // p1.Name也变为"Bob"

  • 方法参数传递：引用类型参数传递的是引用的副本，方法内修改对象会影响原始对象。

    void Modify(Person p) { p.Name = "Bob"; }
    Person person = new Person { Name = "Alice" };
    Modify(person); // person.Name变为"Bob"

3. 值类型与引用类型的对比

特性	值类型	引用类型
内存位置	栈（stack）	堆（heap）
赋值/传递	创建副本	传递引用的副本
默认值	0（数值类型）、false（bool）、\0（char）	null

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二、类与对象

1. 类（class）基础

• 定义：

  public class Person {
      // 成员变量（字段）
      public string Name { get; set; } // 自动属性
      private int age; // 私有字段
  
      // 构造函数
      public Person(string name) {
          Name = name;
      }
  
      // 方法
      public void SayHello() {
          Console.WriteLine($"Hello, {Name}!");
      }
  }

• 关键点：
  • 访问修饰符：public（公开）、private（私有）、protected（保护）、internal（当前程序集可见）。
  • 构造函数：无返回类型，名称与类名相同；可重载。
  • 析构函数：~ClassName()，用于资源清理（非必须，GC自动回收）。

2. 结构体（struct）

• 定义：

  public struct Point {
      public int X;
      public int Y;
  
      public Point(int x, int y) {
          X = x;
          Y = y;
      }
  }

• 与类的区别：
  • 结构体是值类型，类是引用类型。
  • 结构体默认无默认构造函数，但可显式定义。
  • 结构体不能继承其他结构体/类，但可实现接口。

3. 对象实例化

• 类：需使用new关键字。

  Person person = new Person("Alice");

• 结构体：可直接赋值或使用new（显式调用构造函数）。

  Point point = new Point(1, 2); // 显式调用构造函数
  Point point2 = default; // 默认值（X=0, Y=0）

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三、方法与参数

1. 方法定义

• 返回值：void表示无返回值，其他类型需返回值。
  • 参数传递方式：
    • 值传递（默认）：值类型传副本，引用类型传引用的副本。
    • 引用传递：使用ref或out关键字。

      void Modify(ref int x) { x = 20; }
      int num = 10;
      Modify(ref num); // num变为20

2. 参数类型

类型	说明	示例
值类型参数	传递值的副本，修改不影响原变量	void Add(int a)
**引用类型参数	传递引用的副本，修改对象会影响原对象	void Update(Person p)
ref/out参数	传递变量的引用，允许修改原变量	void Swap(ref int a, ref int b)
params参数	支持可变数量的参数（只能是最后一个参数）	void Sum(params int[] numbers)
可选参数	定义默认值，调用时可省略	void Print(int num = 0)

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四、异常处理

1. try-catch-finally

• 语法：

  try {
      // 可能抛出异常的代码
  } catch (ExceptionType1 ex) {
      // 处理特定异常
  } catch (ExceptionType2 ex) {
      // 其他异常处理
  } finally {
      // 总会执行的清理代码（无论是否抛出异常）
  }

• 注意事项：
  • 捕获异常时，优先捕获具体异常类型（如FileNotFoundException），而非直接捕获Exception。
  • 使用throw;重新抛出当前异常（保留堆栈信息），避免throw ex;（会丢失原始堆栈）。

2. 自定义异常

• 定义：

  public class MyException : Exception {
      public MyException(string message) : base(message) { }
  }

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五、集合与泛型

1. 常用集合类

类型	说明	示例
List<T>	可变大小的动态数组	List<int> numbers = new List<int>();
Array	固定大小的数组	int[] arr = new int[5];
Dictionary<TKey, TValue>	键值对集合	Dictionary<string, int> dict = new();
Queue<T>	先进先出（FIFO）	Queue<string> queue = new();
Stack<T>	后进先出（LIFO）	Stack<int> stack = new();

2. 泛型（Generics）

• 作用：提供类型安全的集合和方法，避免类型转换。
• 示例：

  List<string> names = new List<string>(); // 泛型集合
  public T Find<T>(List<T> list, T item) { ... } // 泛型方法

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六、其他关键细节

1. 装箱与拆箱（Boxing/Unboxing）

• 装箱：将值类型转换为object或接口类型。

  int num = 10;
  object boxed = num; // 装箱（栈→堆）

• 拆箱：将object转回值类型。

  int unboxed = (int)boxed; // 拆箱（堆→栈）

• 性能影响：频繁装箱拆箱可能导致性能问题，应尽量避免。

2. 命名空间与using

• 作用：组织代码，避免命名冲突。
• 示例：

  using System; // 引入System命名空间
  using MyNamespace; // 引入自定义命名空间

3. 属性（Properties）

• 定义：

  public class Person {
      private string name;
      public string Name {
          get { return name; }
          set { name = value; }
      }
  }

• 自动属性：

  public string Name { get; set; } // 自动生成字段

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七、之后的规划

回顾数据结构和算法基础：

实现链表（LinkedList<T>）、栈、队列；排序算法（冒泡排序、快速排序）；二分查找、递归问题（斐波那契、阶乘）等等等等，一天刷2道leetcode外加2道Acwing

熟练使用C#特性：

• 使用List<T>和Dictionary<TKey,TValue>实现缓存。
• 用委托和事件实现观察者模式。
• 通过yield return实现迭代器块。
• 。。。。。。。