C#学习之C#语言基础（变量和常量、运算符、流程控制语句、异常）

变量和常量

​ 在C#中，数据分为变量和常量两大类。变量又可以分为命名变量和匿名变量，匿名变量可以不事先制定变量的数据类型，而由程序在后续代码或表达式中决定该变量的数据类型。

1. 变量

​ C#中，使用“数据类型 变量名称”的方式声明一个变量，在声明变量的同时还可以对变量进行初始化。

​ 在使用变量时，编译器会检查程序是否使用了还未初始化的变量，如果程序使用了还未初始化的变量，会导致一个编译错误。除此之外，编译器还未检查变量的值是否符合变量数据类型的要求。

​ 在C#中，小数默认会被编译器理解为double类型，double类型只可以强转为float，不会转换成其他类型。所以，C#中定义了一些后缀，标识其他数据类型的整数或者小数，以避免初始化值时没有必要的数据类型转换，常见的后缀如下：

• M：decimal类型的数据
• D：double类型的数据
• F：float类型的数据
• L：long类型的数据

2. 匿名变量

​ 因为C#是强类型的语言，所以每个变量都需要明确地声明数据类型。公共语言运行时将使用指定的数据类型保存到内存中。

​ 除了使用范型，使用强类型的数据是一项相当繁琐的工作，为了解决这个问题，C#在最新的版本中提供了”var“关键字，从而使C#程序能够使用匿名变量。C#程序中的匿名变量又可以称为隐式变量，匿名变量并非没有变量名，而是变量数据类型不确定。

​ 使用匿名变量时需要谨慎使用，如果用的不好的话，可能会降低代码的可靠性和稳定性。

​ 在C#中，匿名变量基于范型实现。也就是说，但程序中使用匿名变量时，公共语言运行时为变量在内存中预留一个位置，在这个位置上保留特殊的占位符。在后续程序执行时，会根据赋值的内容判断变量的数据类型。

using System;
using System.Collections.Generic;

namespace AnonymousVariableDemo
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            var TestList = new List<int>();     // 定义并初始化匿名变量
          	/*
          		注意：
          		* 匿名变量必须在声明的同时初始化
          		* 在一个类中不能使用匿名变量，即使声明变量的同时对变量进行初始化，只能在本地变量的声明中使用“var”关键字定义匿名变量	
          	*/
            TestList.Add(11);
            TestList.Add(12);
            TestList.Add(13);
            foreach(var i in TestList)
            {
                Console.WriteLine(i);
            }
            // 11、12、13
        }
    }
}

3. 常量

​ 在C#中，使用const关键字声明一个常量。因为在程序中不能修改常量的值，所以声明常量的同时必须同时初始化该常量。

​ C#中，不支持变量转换为常量，也不支持常量指针，并且只能声明实例常量和局部常量。

• 常量的作用时保存程序中恒定不变的数据，在程序中使用常量，在一定程度上能保证代码的安全性能。
• 不允许使用变量对常量进行初始化
• 不能使用static修饰常量，但是实例常量属于静态常量。
• 常量常用于将程序中固定的数值指定为具有意义的名称

using System;

namespace ConsDemo
{
    class Program
    {
        const string CopyRight = "Copyright(c) by Wells";
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine(CopyRight + " in {0}", DateTime.Now.Year.ToString());
        }
    }
}

运算符

分类：

变量的个数：一元运算符、二元运算符、三元运算符

类型：算数运算符、字符串运算符、赋值运算符、逻辑运算符、位运算符、其他运算符

1. 算数运算符

​ 加、减、乘、除、取余、自增、自减

2. 类型运算符

​ 类型运算符用于在程序中获取变量的数据类型信息，或者用于引用类型数据的转换。类型运算符的sizeof和typeof具有较高级别的优先级。

​ C#中的类型运算符如下：

运算符	运算方式	示例
sizeof	在unsafe代码段中获取数据类型占用的内存空间	sizeof(a)
is	判断变量是否是指定的数据类型	a is object
typeof	获取变量的数据类型	typeof(a)
as	引用类型或可空类型的显式数据转换	a as b

注意：

• as类型运算符只能用于引用类型和可空类型
• sizeof运算符仅能用于unsafe代码块，并且操作数不能为托管类型

using System;

namespace TypeOperator
{
    class ClassA
    {
        public string SomeInfo
        {
            get;
            set;
        }
    }
    /// 

    /// 定义B类派生自A类
    /// 
    class ClassB : ClassA      
    {
        public string MyInfo
        {
            get;
            set;
        }
    }
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            ClassB Instance = new ClassB();
            Instance.SomeInfo = "Test Info";
            Console.WriteLine("A类全名：{0}", typeof(ClassA).FullName);		// TypeOperator.ClassA
            unsafe
            {
                Console.WriteLine("int类型占用的字节：{0}", sizeof(int));		// 4
            }
            Console.WriteLine("Instance是否A类：{0}", Instance is ClassA);		// true
            Console.WriteLine("A类属性：{0}", (Instance as ClassA).SomeInfo);		// Test Info
        }
    }
}

位运算符

​ 二进制的运算，包括按位与（&）、按位或（|）、按位非（!）、按位异或(^)和移位运算（左移<<、右移>>）

​ 在C#中，位运算符仅能用于整型类型的数据，不同类型的整型数据类型，因为最高位溢出的位置不同，所以位运算的结果也会不同

using System;

namespace BitOperator
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            int iValue = 255; 
          	// (00000000 00000000 00000000 11111111)2
            byte iByte = (byte)(iValue << 2);
          	// (iValue << 2) -> (00000000 00000000 00000011 11111100)2 
          	// (byte)(iValue << 2) -> (11111100)2 = (252)10
            int iInt = iValue << 2;
          	// iValue << 2 -> (00000000 00000000 00000011 11111100)2 = (1020)10
            Console.WriteLine(iByte); // 252
            Console.WriteLine(iInt); // 1020
        }
    }
}

4. 逻辑运算符

​ 在C#中，定义了三个逻辑运算符，分别是逻辑与（&&）、逻辑或（||）、逻辑非（!）

5. 赋值运算符

​ 在C#中，有以下赋值运算符：=、+=、-=、*=、/=、%=、&=、|=、^=、>>=、<<=

​ 赋值运算符的计算顺序从右向左

6. 比较运算符

​ 在C#中，有以下比较运算符：==、>、<、>=、<=、!=

7. 其他运算符

​ 在C#中，其他运算符大部分从C语言和Visual C++语言继承而来，其中指针类运算符只能用于unsafe代码段，C#编译器跳过unsafe代码段的安全检查，所以，在使用这些运算符时要特别注意代码的安全性。

​ "??"空接合运算符时C#语言新增的运算符，用于可空数据类型的运算。当某个变量的数据类型不是可空数据类型时，可以通过Nullable的构造函数将该变量转换为可空类型，这样转换可以简写成"基本数据类型?"的形式。

​ 比如bool类型的值只能是true或者false，不可为空，可以通过bool?a=null的形式，声明可空布尔数据类型的变量，并为变量赋“null”。

运算符	运算方式	示例
?:	三元条件运算符	a > 0 ? b : b+1
[]	索引运算符	a[0]
.	成员运算符	a.b
::	命名空间别名运算符	a::b
??	空接合运算符	A??b
*	指针运算符	*a
&	地址运算符	&a
->	间接寻址运算符	a -> b

using System;
using MyCollections = System.Collections;
namespace OtherOperator
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            // 使用命名空间别名限制符查找标识符
            MyCollections::ArrayList arr = new MyCollections::ArrayList();
            arr.Add(0);
            // 使用三元运算符为数组的第一个元素赋值
            arr[0] = arr.Count < 0 ? 0 : AddValue((int)arr[0], 2);
            // 在数组中添加一个为null的元素
            arr.Add(null);
            // 使用空接合运算符为第二个元素赋值
            arr[1] = arr[1] ?? 5;
            Console.WriteLine("数组元素依次为: {0}, {1}", arr[0], arr[1]);     // 2, 5
            unsafe
            {
                char theChar = 'Z';
                // 声明指向字符变量地址的指针
                char* pInt = (char*)&theChar;
                System.Console.WriteLine("字符的地址是{0:X2}", (int)&theChar);
                System.Console.WriteLine("字符指针的值是= {0}", *pInt);
            }
        }
        static int AddValue(int i, int step)
        {
            return i + step;
        }
      	/*
      		注意：
      		* ArrayList的元素类型为object数据类型，是一种可空类型，"??"运算符只能用于可空数据类型的运算
      		* 指针运算符只能用于unsafe代码段，并在编译时允许不安全代码
      	*/
    }
}

8. 优先级

​ C#中，优先级分为15个级别，表格如下：

运算符	优先级	备注
a.b f(a) a[b] a++ a new typeof	15	优先级高于变量之前使用
+ - ! ~ ++a a (T)a	14	这里的+ -表示数值类型的符号，表示正数和负数
* / %	13
+ -	12	这里的+ -表示加法、减法
<< >>	11
< > <= => is as	10
== !=	9
&	8
^	7
|	6
&&	5
||	4
??	3
?:	2
= *= /= %= += -= <<= >>= &= ^= |=	1	赋值运算符的优先级最低

注意：在实际的编程中，可以使用()来保证运算次序

流程控制

1. if分支

2. switch分支

3. 循环语句

4. break和continue语句

异常处理

1. try/catch块

2. finally块

3. 自定义异常

using System;
using System.Ling;
namespace CustomException
{
    /// 

    /// 自定义异常
    /// 
    class SameNumberException : Exception
    {
        /// 

        /// 构造函数，继承Exception的构造函数，参数message表示异常信息
        /// 
        /// 
        public SameNumberException(string message) : base(message)
        {

        }
    }
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            string[] Number = { "006", "007", "008", "007" };
            try
            {
                CheckUserNumber(Number);
            }
            catch(Exception error)
            {
                Console.WriteLine(error.Message);
            }
        }
        static void CheckUserNumber(string[] NumberData)
        {
            string[] distinct = NumberData.Distinct().ToArray();
            // 返回数组的非重复编号
            if(distinct.Length != NumberData.Length)
            {
                throw new SameNumberException("用户设置重复");
            }
        }
    }
}

常见面试题

1. 了解程序运行方式并分析以下代码在执行后，i和j的值时多少？

string strTmp = "abcdefg某某某";
int i = System.Text.Encoding.Default.GetBytes(strTmp).Length;
int j = strTmp.Length;
// i = 13 j = 10

2. 分析以下string str = null与string str = ""的区别
   • str = null和str = ""都表示字符串没有数据，当值内存中存储的方式时不同的。string str = null是不给null分配内存空间，string str = ""需要给字符串分配长度为空字符串的内存空间