C#语言规范5.0

### C#语言规范5.0知识点详述 #### 一、引言 C#是一种现代、面向对象且类型安全的编程语言。C#语言规范5.0定义了该语言的标准，帮助开发者理解如何编写和组织代码。本部分将详细介绍C#语言的基础结构。 ##### 1.1 HelloWorld程序 - **简介**：HelloWorld程序是最简单的C#程序示例，用于展示语言的基本语法。 - **示例**： ```csharp using System; namespace HelloWorld { class Program { static void Main(string[] args) { Console.WriteLine("Hello World!"); } } } ``` - **解释**：此程序包含一个`using`指令，引入`System`命名空间中的类型。`namespace`关键字用于定义一个命名空间，组织相关的类型。`class`定义了一个类，而`static void Main(string[] args)`则是一个入口点，程序从这里开始执行。 ##### 1.2 程序结构 - **组成部分**：C#程序由多个文件组成，每个文件包含一个或多个命名空间，每个命名空间包含多个类。 - **文件和命名空间**：每个源文件可以包含多个命名空间，但通常一个源文件对应一个命名空间。 ##### 1.3 类型和变量 - **类型分类**：C#中的类型分为两大类——值类型和引用类型。 - **值类型**包括基本数据类型（如int、float）和结构类型。 - **引用类型**包括类、接口、数组等。 - **变量声明**：变量声明指定变量的类型和名称，并可初始化。 ```csharp int i = 10; // 声明并初始化一个整型变量 string s = "hello"; // 声明并初始化一个字符串变量 ``` ##### 1.4 表达式 - **表达式定义**：表达式是在程序中进行计算的单元，它会产生一个值。 - **示例**： ```csharp int x = 5 + 3; // 算术表达式 bool result = (x > 5) && (x < 10); // 逻辑表达式 ``` ##### 1.5 语句 - **语句定义**：语句是对程序进行操作的最小单位，它可以是一条简单的赋值语句或一条复杂的控制结构。 - **控制结构**：包括if语句、for循环、while循环等。 ```csharp if (x > 5) Console.WriteLine("x is greater than 5"); else Console.WriteLine("x is less than or equal to 5"); ``` ##### 1.6 类和对象 - **类定义**：类是具有特定行为和状态的实体的蓝图。 - **成员**：类可以包含字段、方法、属性等成员。 - **可访问性**：成员可以被标记为public、private、protected等来限制访问级别。 - **类型形参**：泛型类允许在定义时使用类型参数，以创建可复用的类型安全代码。 ```csharp public class GenericClass<T> { T value; } ``` - **基类与派生类**：类可以通过继承获得另一个类的特征。 ```csharp public class BaseClass { } public class DerivedClass : BaseClass { } ``` - **字段**：字段存储对象的状态。 ```csharp public class MyClass { private int myField; } ``` - **方法**：方法定义了类的行为。 - **参数**：方法可以接受零个或多个参数。 ```csharp public int Add(int a, int b) { return a + b; } ``` - **方法体和局部变量**：方法体中可以包含局部变量和语句。 ```csharp public void MyMethod() { int localVariable = 10; Console.WriteLine(localVariable); } ``` - **静态方法与实例方法**：静态方法属于类，而实例方法属于对象。 ```csharp public static void StaticMethod() { } public void InstanceMethod() { } ``` - **虚方法、重写方法与抽象方法** - **虚方法**：允许子类重写父类的方法。 ```csharp public virtual void VirtualMethod() { } ``` - **重写方法**：在子类中实现父类的虚方法。 ```csharp public override void VirtualMethod() { } ``` - **抽象方法**：没有方法体，必须在子类中实现。 ```csharp public abstract void AbstractMethod(); ``` - **方法重载**：同一方法名可以有不同的参数列表。 ```csharp public void Method(int a) { } public void Method(string s) { } ``` - **其他函数成员** - **构造函数**：用于初始化对象。 ```csharp public MyClass(int value) { this.myField = value; } ``` - **属性**：提供对私有字段的安全访问。 ```csharp public int Value { get { return myField; } set { myField = value; } } ``` - **索引器**：允许类像数组一样使用索引。 ```csharp public int this[int index] { get { return values[index]; } set { values[index] = value; } } ``` - **事件**：提供了一种机制，允许一个对象通知其他对象某些事件的发生。 ```csharp public event EventHandler MyEvent; ``` - **运算符**：可以重载运算符以扩展类型的功能。 ```csharp public static MyClass operator +(MyClass a, MyClass b) { // 实现加法运算 } ``` - **析构函数**：当对象被垃圾回收时调用。 ```csharp ~MyClass() { // 清理资源 } ``` #### 二、词法结构 C#语言的词法结构包括程序的构成元素，如标记、注释等。 ##### 2.1 程序 - **定义**：C#程序是由一系列命名空间组成的，每个命名空间可以包含多个类型定义。 - **例子**： ```csharp namespace MyNamespace { public class MyClass { // 类成员 } } ``` ##### 2.2 文法 - **文法表示法**：C#语言的文法规则是用一种类似于巴科斯范式的形式来表示的。 - **词法文法**：定义了源代码的基本构建块，例如标记、注释等。 - **句法文法**：描述了源代码的整体结构。 ##### 2.3 语法分析 - **过程**：解析器读取源代码并将其转换为抽象语法树（AST）。 - **细节**：涉及如何处理行结束符、注释和空白等。 ##### 2.4 标记 - **定义**：C#源代码中的基本构建块。 - **种类**：包括标识符、关键字、运算符和标点符号等。 ##### 2.5 预处理指令 - **功能**：预处理器指令允许在编译前对源代码进行修改。 - **种类**： - **条件编译符号**：用于定义、未定义条件编译符号。 - **预处理表达式**：允许在预处理阶段进行计算。 - **声明指令**：用于定义宏或常量。 - **条件编译指令**：控制代码块是否参与编译。 - **诊断指令**：控制警告和错误消息。 - **区域指令**：用于组织代码段。 - **行指令**：改变源代码的位置信息。 - **Pragma指令**：为编译器提供特定的指令。 - **Pragma warning**：用于控制编译器警告。 #### 三、基本概念 这部分涵盖了C#语言的一些核心概念，包括应用程序的启动和终止、声明、成员访问、范围等。 ##### 3.1 应用程序启动 - **启动过程**：程序从Main方法开始执行。 - **例子**： ```csharp public static void Main(string[] args) { // 程序入口点 } ``` ##### 3.2 应用程序终止 - **终止方式**：程序正常结束或异常终止。 - **正常终止**：Main方法执行完毕。 - **异常终止**：遇到不可恢复的错误。 ##### 3.3 声明 - **定义**：声明是定义变量、方法、类等的过程。 - **示例**： ```csharp public class MyClass { public void MyMethod() { } } ``` ##### 3.4 成员 - **成员类型**：不同类型的成员，如命名空间成员、类成员等。 - **命名空间成员**：命名空间可以包含类、接口等。 - **类成员**：类可以包含字段、方法、属性等。 - **接口成员**：接口定义了实现类必须提供的成员。 ##### 3.5 成员访问 - **可访问性**：成员可以被标记为public、private、protected等。 - **可访问域**：根据可访问性标记确定哪些代码可以访问成员。 - **实例成员的受保护访问**：受保护成员仅限于当前类及其派生类访问。 - **可访问性约束**：限制类型参数的可访问性。 ##### 3.6 签名和重载 - **签名**：方法的签名由返回类型、名称以及参数列表组成。 - **重载**：同一个方法名可以有多个不同的签名。 ##### 3.7 范围 - **定义**：变量的作用域定义了其可见性和生命周期。 - **名称隐藏**：当在一个作用域内声明的标识符与外层作用域内的标识符相同，会发生名称隐藏。 - **通过嵌套隐藏**：内部作用域中的标识符会隐藏外部作用域中的同名标识符。 - **通过继承隐藏**：派生类中的成员可以隐藏基类中的同名成员。 ##### 3.8 命名空间和类型名称 - **命名空间**：用于组织相关类型。 - **完全限定名**：包括完整的命名空间路径和类型名称。 ##### 3.9 自动内存管理 - **概念**：C#使用垃圾回收机制自动管理内存。 - **优势**：减少内存泄漏，简化内存管理。 ##### 3.10 执行顺序 - **顺序**：程序的执行按照代码出现的顺序进行。 #### 四、类型 这部分详细介绍了C#中的不同类型，包括值类型、引用类型、构造类型等。 ##### 4.1 值类型 - **概述**：值类型包括简单类型、结构类型等。 - **简单类型**：如int、float等。 - **结构类型**：用户定义的值类型。 - **整型**：包括byte、short、int等。 - **浮点型**：包括float、double等。 - **decimal类型**：高精度小数类型。 - **bool类型**：布尔类型。 - **枚举类型**：有限的一组命名常量。 - **可以为null的类型**：允许值类型可以为null。 ##### 4.2 引用类型 - **概述**：引用类型包括类、接口、数组等。 - **类类型**：用户定义的引用类型。 - **对象类型**：所有引用类型的基类。 - **dynamic类型**：运行时类型检查。 - **string类型**：不可变字符串类型。 - **接口类型**：定义了实现类必须提供的成员。 - **数组类型**：一组相同类型的元素。 - **委托类型**：指向方法的引用类型。 ##### 4.3 装箱和拆箱 - **概念**：值类型可以在运行时转换为引用类型，反之亦然。 - **装箱转换**：将值类型转换为引用类型。 - **拆箱转换**：将引用类型转换回值类型。 ##### 4.4 构造类型 - **定义**：构造类型是指通过使用类型参数来创建新的类型。 - **示例**：使用泛型类型创建新类型。 ```csharp List<int> intList = new List<int>(); ``` 以上是C#语言规范5.0的主要知识点概览，覆盖了语言的基础结构、词法结构、基本概念及各种类型的详细说明。这些知识点对于理解和使用C#语言至关重要。