第三章：C# 程序结构

原创已于 2024-05-27 19:11:33 修改 · 508 阅读

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于 2024-05-25 00:25:32 首次发布

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本文详细介绍了C#程序的基本结构，包括命名空间、类、方法、变量和语句。通过实例解析了这些概念，帮助读者理解C#编程的基础，并提供了练习题加深理解。

在开始编写复杂的C#程序之前，首先需要了解C#程序的基本结构。一个C#程序由多个部分组成，包括命名空间、类、方法、变量和语句等。掌握这些基础概念将有助于你编写清晰、结构化和易于维护的代码。

1. 命名空间（Namespace）

命名空间用于组织代码，将相关的类、结构、接口和枚举等类型归类在一起，以避免命名冲突。命名空间通常与项目的目录结构对应。

示例：

using System;

namespace MyApplication
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("Hello, World!");
        }
    }
}

在上面的示例中，MyApplication是命名空间，包含一个Program类。using System;语句用于导入System命名空间，其中包含常用的基础类库，如Console类。

2. 类（Class）

类是面向对象编程的基本构建块。它是一个模板，用于创建对象。类定义了对象的属性（字段）和行为（方法）。

示例：

namespace MyApplication
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Person person = new Person();
            person.Name = "John";
            person.SayHello();
        }
    }

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

        public void SayHello()
        {
            Console.WriteLine($"Hello, my name is {Name}.");
        }
    }
}

在这个示例中，我们定义了一个Person类，其中包含一个Name属性和一个SayHello方法。在Main方法中，我们创建了一个Person对象，并调用其方法。

3. 方法（Method）

方法是定义在类中的函数，用于执行特定的任务。每个C#程序的入口点都是一个Main方法，它是一个特殊的方法，必须定义在一个类中，并且必须是static的。

示例：

namespace MyApplication
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            GreetUser("Alice");
        }

        static void GreetUser(string name)
        {
            Console.WriteLine($"Hello, {name}!");
        }
    }
}

在这个示例中，我们定义了一个名为GreetUser的方法，它接受一个字符串参数，并输出一条问候消息。在Main方法中，我们调用了GreetUser方法并传递了一个字符串参数。

4. 变量（Variables）

变量是存储数据的命名位置。C# 是一种强类型语言，变量必须先声明其类型然后才能使用。

示例：

namespace MyApplication
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            int number = 10;
            double pi = 3.14;
            string greeting = "Hello, World!";
            bool isCSharpFun = true;

            Console.WriteLine(number);
            Console.WriteLine(pi);
            Console.WriteLine(greeting);
            Console.WriteLine(isCSharpFun);
        }
    }
}

在这个示例中，我们声明并初始化了四个变量，分别是整数、双精度浮点数、字符串和布尔值，并在控制台输出它们的值。

5. 语句（Statements）

语句是C#程序的基本执行单元，用于描述程序的逻辑。C# 支持多种类型的语句，如表达式语句、声明语句、选择语句、循环语句等。

示例：

namespace MyApplication
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            int number = 5;

            // if-else 语句
            if (number > 0)
            {
                Console.WriteLine("The number is positive.");
            }
            else
            {
                Console.WriteLine("The number is not positive.");
            }

            // while 循环
            int count = 0;
            while (count < 5)
            {
                Console.WriteLine(count);
                count++;
            }

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

            // switch 语句
            switch (number)
            {
                case 1:
                    Console.WriteLine("One");
                    break;
                case 2:
                    Console.WriteLine("Two");
                    break;
                default:
                    Console.WriteLine("Other number");
                    break;
            }
        }
    }
}

在这个示例中，我们展示了几种常见的语句类型，包括if-else条件语句、while循环、for循环和switch语句。

6. C# 程序的基本结构

一个典型的C#程序通常包括以下部分：

命名空间声明：定义程序使用的命名空间。
类声明：定义一个或多个类，每个类包含属性和方法。
Main方法：程序的入口点，定义程序的主要逻辑。
语句和表达式：在方法中使用语句和表达式描述程序的具体行为。

综合示例：

using System;

namespace MyApplication
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Car myCar = new Car();
            myCar.Make = "Toyota";
            myCar.Model = "Corolla";
            myCar.Year = 2020;

            Console.WriteLine($"Car: {myCar.Make} {myCar.Model} ({myCar.Year})");
            myCar.Start();
        }
    }

    class Car
    {
        public string Make { get; set; }
        public string Model { get; set; }
        public int Year { get; set; }

        public void Start()
        {
            Console.WriteLine("The car has started.");
        }
    }
}

在这个综合示例中，我们定义了一个Car类，包含三个属性和一个方法。在Main方法中，我们创建了一个Car对象，设置其属性并调用其方法。

结束语

待补充。

练习与思考

练习 1：命名空间和类

问题： 创建一个名为Library的命名空间，在其中定义一个Book类。Book类应包含以下属性：Title（字符串类型）、Author（字符串类型）和Pages（整数类型）。在Main方法中，创建一个Book对象，并设置其属性值，然后输出这些属性值。

答案：

using System;

namespace Library
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Book myBook = new Book();
            myBook.Title = "To Kill a Mockingbird";
            myBook.Author = "Harper Lee";
            myBook.Pages = 281;

            Console.WriteLine($"Title: {myBook.Title}");
            Console.WriteLine($"Author: {myBook.Author}");
            Console.WriteLine($"Pages: {myBook.Pages}");
        }
    }

    class Book
    {
        public string Title { get; set; }
        public string Author { get; set; }
        public int Pages { get; set; }
    }
}

上述代码定义了一个新的命名空间Library，并在其中创建了一个包含属性的Book类。通过创建Book对象并设置其属性，熟悉类和对象的基本操作。

练习 2：方法和变量

问题： 在Program类中定义一个名为Add的方法，该方法接受两个整数参数，并返回它们的和。在Main方法中，调用Add方法，并输出其返回值。

答案：

namespace MyApplication
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            int result = Add(5, 7);
            Console.WriteLine($"The sum is: {result}");
        }

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

通过这个练习，练习方法的定义和调用，以及如何处理方法的返回值。熟悉如何传递参数和使用变量来存储和输出结果。

练习 3：语句和循环

问题： 编写一个程序，使用for循环从1到10输出所有偶数。在Main方法中实现该功能。

答案：

namespace MyApplication
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            for (int i = 1; i <= 10; i++)
            {
                if (i % 2 == 0)
                {
                    Console.WriteLine(i);
                }
            }
        }
    }
}

通过这个练习熟悉for循环和条件语句的结合使用。学习如何使用循环来遍历一系列数值，并使用条件语句筛选出特定的值。

练习 4：综合练习

问题： 创建一个名为Animal的类，包含属性Name和Sound，以及一个方法MakeSound，该方法输出Sound的值。在Main方法中，创建一个Animal对象，并设置其属性值，然后调用MakeSound方法。

答案：

using System;

namespace MyApplication
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Animal myAnimal = new Animal();
            myAnimal.Name = "Dog";
            myAnimal.Sound = "Bark";

            Console.WriteLine($"The {myAnimal.Name} goes:");
            myAnimal.MakeSound();
        }
    }

    class Animal
    {
        public string Name { get; set; }
        public string Sound { get; set; }

        public void MakeSound()
        {
            Console.WriteLine(Sound);
        }
    }
}

通过这个综合练习，巩固了对类、属性和方法的理解，并将这些概念结合起来创建了一个完整的程序。

For 循环和 While 循环的差别

`for` 循环

for循环通常用于当你知道循环的次数时。它由三个部分组成：初始化、条件和迭代。在for循环中，所有这些部分都在一行中定义，使得代码更加紧凑和清晰。

示例：

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

在这个示例中，i被初始化为0，循环继续执行直到i小于5，每次迭代后，i增加1。这个结构使得for循环非常适合用于需要明确的迭代次数的情况。

`while` 循环

while循环用于当循环的次数未知时，它会一直执行直到条件不再满足。while循环的条件在循环开始之前检查，如果条件为假，则循环体不会执行。

示例：

int count = 0;
while (count < 5)
{
    Console.WriteLine(count);
    count++;
}

在这个示例中，count从0开始，每次迭代后增加1，直到count不再小于5。while循环在循环开始之前检查条件，因此在条件首次为假时，循环体不会执行。

选择哪种循环？

选择for循环还是while循环通常取决于具体情况和个人偏好：

使用for循环当你知道循环的次数，或者当你希望所有循环相关的代码（初始化、条件、迭代）都在一行中。
使用while循环当你不知道循环的次数，或者当条件不满足时你希望循环立即停止。

这两种循环可以互换使用，但选择适合的循环可以使代码更加清晰和易于理解。