文章目录

• • 初步
  • 数学计算和函数
  • 变量和数据类型
  • 布尔类型和判断
  • 数组和for循环
  • while循环与跳出

初步

学习C#自然推荐使用宇宙最强IDE Visual Studio，初学下载社区版，安装过程中，将除了移动开发之外的带有C#和.Net字样的选项都勾上。

安装完成后，打开VS->创建新项目->C#控制台应用->下一步->项目名称、位置随便写->下一步->框架选.Net6.0->点击创建，然后就会看到我们的第一个CSharp程序。

// See https://aka.ms/new-console-template for more information
Console.WriteLine("Hello, World!");

代码的可读性是非常强的，Console表示控制台，WriteLine就是写下一行，合起来就是在命令行中写一行话，这行话就是Hello World!。

C#中，通过//进行单行注释/**/进行多行注释。

按下F5就可以执行这段程序了，弹出命令行，内容为

Hello, World!E:\Documents\00\1116\CSharp\MyFirstCS\bin\Debug\net6.0\MyFirstCS.exe (进程 17312)已退出，代码为 0。
要在调试停止时自动关闭控制台，请启用“工具”->“选项”->“调试”->“调试停止时自动关闭控制台”。
按任意键关闭此窗口. . .

这里额外说一段，对于.Net5.0以前的版本，需要在这个语句外面套一层Main函数，Main函数外面套一层Class，Class外面再套一层namespace。

数学计算和函数

常用的数学计算可通过运算符来实现，比如加减乘除，就是+-*\，此外还有%表示求余，例如

Console.WriteLine(5%3);

命令行中出现2。

除了Lisp风格的语言之外，绝大多数编程语言对四则混合运算的支持都有良好的可读性，比如2+3*5这种式子，其实是无需详述的。

但四则混合运算其实并不能完全满足我们的需求，最起码很多情况下需要用到平方，为了实现这个功能，就需要自定义函数

double square(double x)
{return x * x;
}
Console.WriteLine(square(3.5));

F5执行之后，命令行输出了12.25。

接下来，将上面的表达式对应到y=f(x)=x2y=f(x)=x^2y=f(x)=x2这样的函数表达式中

d1 f(d2 x)
{return y;
}

也就是说，类比数学中的概念，square为函数名，x为自变量，y为因变量。而在编程领域，一般把x叫做输入参数，y则叫做返回值。

而d1和d2所对应的double，则为输入变量和输出变量的数据类型。

变量和数据类型

从数学的角度，可以非常简单粗暴地理解数据类型，即数据类型有两类，一类是小数，一类是整数。对于希望速成的初学者来说，整数用int表示，小数用double表示，当然编程中一般把小数叫做浮点数。

这时就有一个尖锐的问题，"Hello World"又是个啥？

好吧你赢了，那就再加一种数据类型，就是字符串。而且字符串和数值还有区别，小数和整数尽管类型不同，但总可以互相计算的，比如小数和整数相加，最后得到的是个整数；但小数和字符串相加，最后应该没法得到值。

也就是说，四则混合运算对字符串不适用。

你可能不信，于是写出了这行代码

Console.WriteLine("Hello" + "World");

好吧你又赢了，+只在高中数学中表示加法，在编程语言中只是一个代码，既可以将其定义为加法，也可以将其定义为字符串拼接。

有了数据类型，就可以定义变量

double square(double x){return x * x;
}
double a = 1.5;
int b = 2;
Console.WriteLine(square(a)+b);

最后命令行输出4.25，square(a)是对浮点数做平方，然后输出了浮点数，而b是整型，根据输出结果可以直到，浮点型和整型相加，最后的结果仍然是浮点型。

布尔类型和判断

数值计算和解析计算的区别在于，后者是无限的，而前者是有限的。网上经常说π\piπ又算到了多少多少位，就讲出了这个区别。π\piπ显然是无穷多位的，但计算机只能表现出有限的位数，这种位数的限制，使得整型和浮点型内部产生了分裂。

众所周知，计算机操作的是二进制的逻辑电路，用32位二进制，可以表示的最大整数就是232=42949672962^{32}=4294967296232=4294967296，要是还想考虑一下000，那就再要减一，要是再考虑负数，就要再减半。

C#中提供了多种位数的整型和浮点型，其中整型又包括有符号和无符号两种，所谓有符号，就是有正有负；无符号就是0和正整数。比如double就是64位浮点型；int是32位有符号整型；uint是32位无符号整型。

当数据位数降到1位时，一位的二进制就只剩下两个值000和111，仿佛是一个开关，于是量变引起了质变，布尔类型诞生了。

这个时候，000和111被赋予了非常重要的现实意义，用于表示无或有，以及错和对，即false和true。

有了对错，就可以判断，在几乎所有编程语言中，都用if表示判断

void trueOrFalse(bool c){if(c){Console.WriteLine("你是对的");}else{Console.WriteLine("我是错的");}
}
trueOrFalse(true);

运行之后，输出你是对的。

抛开if不谈，这个函数也和之前定义的不太一样，这个函数没有返回值，所以其输出的数据类型为void。

大多数人接触if时的学习案例往往是这个

void bigOrlittle(int a, int b)
{if (a > b){Console.WriteLine($"{a}>{b}");}else if (a < b){Console.WriteLine($"{a}<{b}");}else{Console.WriteLine($"{a}={b}");}}
bigOrlittle(3, 5);
//输出为 3<5

这个案例给出了完整的判断语句，if...else if...else，中间的else if可以为无穷多个。据说有一款游戏中，堆了一个19亿次判断的屎山，被坊间传为笑谈。

其中，<是也是一种运算符，其输入为两个数值，输出为布尔型变量。如果左边的小于右边的，就输出true，否则就输出false。这类运算符被统称为条件运算符，包括全等判断==，不等判断!=以及>,<,>=,<=。

数组和for循环

前文提到，除了数值之外，字符串是另外一种数据类型，这两种类型之间并不能直接运算。而且前文又提到，数值类型和二进制的位数是息息相关的，32位整型能表示的最大数值不超过2322^{32}232。

但字符串似乎并没有这种限制，只要计算机内存扛得住，似乎可以在双引号中写入任意长度的字符串。这种奇怪的特性表明，字符串并不是一种单纯的数据类型，而是由字符组成的串。

所谓字符，就是诸如'a','b','c'这样单个的字母或者文字，它们和数值类型都要受到二进制位数的限制。C#中的char类型由两个字节组成，也就是16位二进制，最多可以涵盖65536个单字。而字符串，就是由这一个个字符拼接而成。

推此及彼，数值类型也应该有类似的串的结构，此即数组，其声明方式如下

int[] arr = new int[5];
Console.WriteLine(arr);
// System.Int32[]

int[]表示整型数组，new表示创建一个数组的实例，后面int[5]表似乎这个数组的长度为5。最后调用Console.WriteLine来打印arr，结果并没有输出数组的内容。

先不考虑数组是否支持用WriteLine，arr在创建出来之后，其实并没有为其赋值，所以非要输出，输出为空也是符合逻辑的。

数组赋值的方法也很便捷，arr[0]=1表示将arr中的第0个值赋为1。千万要注意，C#中，索引序号是从0开始的。

接下来又出现了一个严重的问题，如果要创建一个有1000个元素的数组，那给数组初始化不得写1000行？要是按行数算工资的话老板不得亏死？

所以接下来就引入另一个概念，for循环，如下

int[] arr = new int[5];
for (int i = 0; i < 5; i = i+1)
{arr[i] = i * i;
}

在(int i=0; i<5; i=i+1)中，int i声明了一个变量，i=0表示这个变量从0开始，i=i+1表示每次循环，i都变成i+1，i<5表示只有在i<5的情况下才执行循环。

由于i=i+1这种写法过于繁琐，C#提供了自增运算符i++，再意义上与i=i+1等价。

花括号中是循环体，对数组arr逐个进行赋值。唯一比较可惜的是，Console.WriteLine并不能直接把数组中的内容打印出来，为了打印数组中的内容，还要再写个循环

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

当然，对于数组操作，这里其实推荐这种写法

foreach (var e in arr)
{Console.WriteLine(e);
}

foreach表示遍历数组中的所有元素，再(var e in arr)中，var表示自动判定数组内元素的数据类型，e则为遍历到的arr中的元素创建一个临时的变量。这样就把arr中所有的元素打印出来了。

0
1
4
9
16

当然，圈子兜了这么远，主要目的并不是初始化数组，而是为了讲述for循环，因为数组初始化有更加便捷的方式

int[] arr = {0,1,4,9,16}

while循环与跳出

其实有了for循环就已经可以解决几乎所有循环问题了，但从逻辑上来说，for循环并不存粹，里面加入了大量私货。毕竟对循环而言，其实只需要一个循环条件就可以了，符合这个条件就循环，不符合就跳出，while就是干这个的，其使用方法与if十分相似

double a = 1.5
while(a*a<100){a++;Console.WriteLine(a);
}

但while中没有else，也就是说，只能判断一个条件，如果有多个跳出条件，可以用break。

while(a*a<100){a++;if(a>5){//当a>5时，跳出循环break;}Console.WriteLine(a);
}

另一种情况是，如果并不想把所有a都打印出来，则可以通过continue来跳过某次循环，下面打印出平方小于100的所有奇数

a = 0
while(a*a<100){a++;if(a%2==0){//当a>5时，跳出循环continue;}Console.WriteLine(a);
}