C#基础知识大纲.docx

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C#基础知识大纲

C#简介

1.C#（读作“SeeSharp”）是一种简洁、现代、面向对象且类型安全的编程语言。

C#已经分别由ECMAInternational和ISO/IEC组织接受并确立了标准，它们分别是ECMA-334标准和ISO/IEC23270标准。

2.C#是面向对象的语言，然而C#进一步提供了对面向组件（component-oriented）编程的支持。

3.若干C#特性有助于构造健壮、持久的应用程序，C#的主要特性有如下：

1）垃圾回收（Garbagecollection）将自动回收不再使用的对象所占用的内存

2）异常处理（exceptionhandling）提供了结构化和可扩展的错误检测和恢复方法

3）类型安全（type-safe）的语言设计则避免了读取未初始化的变量、数组索引超出边界或执行未经检查的类型强制转换等情形。

4.C#具有一个同一类型系统（unifiedtypesystem）。

所有C#类型（包括诸如int和double之类的基元类型）都继承于一个唯一的根类型：

object。

因此，所有类型都共享一组通用操作，并且任何类型的值都能够以一致的方式进行存储、传递和操作。

5.C#的设计中充分强调了版本控制（versioning）。

C#的设计在某些方面直接考虑到版本控制的需要，其中包括单独使用的virtual和override修饰符、方法重载决策规则以及对显式接口成员声明的支持。

C#程序结构

C#中的组织结构的关键概念是程序（program）、命名空间（namespace）、类型（type）、成员（member）和程序集（assembly）。

1.C#程序由一个或多个源文件组成。

2.程序中声明类型，类型包含成员，并且可按命名空间进行组织。

类和接口就是类型的示例。

字段（field）、方法、属性和事件是成员的示例。

3.在编译C#程序时，它们被物理地打包为程序集。

程序集通常具有文件扩展名.exe或.dll，具体取决于它们是实现应用程序（application）还是实现库（library）。

4.程序集包含中间语言（IntermediateLanguage,IL）指令形式的可执行代码和元数据（metadata）形式的符号信息。

在执行程序集之前，.NET公共语言运行时的实时（JIT）编译器将程序集中的IL代码自动转换为特定于处理器的代码。

5.由于程序集是一个自描述的功能单元，它既包含代码又包含元数据，因此，C#中不需要#include指令和头文件。

若要在C#程序中使用某特定程序集中包含的公共类型和成员，只需在编译程序时引用该程序集即可。

6.C#允许将一个程序的源文本存储在多个源文件中。

在编译多个文件组成的C#程序时，所有源文件将一起处理，并且源文件可以自由地相互引用—从概念上讲，就像是在处理之前将所有源文件合并为一个大文件。

C#中从不需要前向声明，因为除了极少数的例外情况，声明顺序无关紧要。

C#不限制一个源文件只能声明一个公共类型，也不要求源文件的名称与该源文件中声明的类型匹配。

C#声明

C#程序中的声明定义程序的构成元素。

一个声明在它自已所属的那个声明空间（declarationspace）中定义一个名称。

除非是重载成员，否则，在同一个声明空间下若有两个以上的声明语句声明了具有相同名称的成员，就会产生编译时错误。

有若干种不同类型的声明空间，每个声明空间的成员对于相应的作用域如下所述。

1.在程序的所有源文件中，成员的空间声明若没有被置于任何一个空间声明下，则属于一个称为全局声明空间（globaldeclarationspace）的组合声明空间。

2.程序的所有源文件中，一个成员的空间声明若在空间声明中具有相同的完全限定的命名空间名称，它就属于一个组合声明空间。

3.每个类、结构或接口声明创建一个新的声明空间。

除了重载实例构造函数声明和静态构造函数声明外，类或结构成员声明不能引入与该类或结构同名的成员。

4.每个委托声明创建一个新的声明空间。

名称通过形参（固定参数和参数数组）和类型参数引入此声明空间。

5.每个枚举声明创建一个新的声明空间。

名称通过枚举成员的声明引入此声明空间。

6.每个方法声明、索引器声明、运算符声明、实例构造函数声明和匿名函数均创建一个称为局部变量声明空间的新声明空间。

名称通过形参（固定参数和参数数组）和类型参数引入此声明空间。

7.将函数成员或匿名函数的体（如果有）视为嵌套在局部变量声明空间中。

如果局部变量声明空间和嵌套的局部变量声明空间包含具有相同名称的元素，则会发生错误。

因此，在嵌套声明空间中不可能声明与封闭它的声明空间中的局部变量或常量同名的局部变量或常量。

只要两个声明空间彼此互不包含，这两个声明空间就可以包含同名的元素。

8.每个block或switch-block以及for、foreach和using语句都会为局部变量和局部常量创建一个局部变量声明空间。

名称通过局部变量声明和局部常量声明引入此声明空间。

请注意，作为函数成员的体或匿名函数的体出现或出现在该体之中的块嵌套在由这些函数为其参数声明的局部变量声明空间中。

因此，如果某个方法的局部变量和参数具有相同名称，则会发生错误。

9.每个block或switch-block都为标签创建一个单独的声明空间。

名称通过标签声明引入此声明空间，通过goto-statements语句被引用。

块的标签声明空间（labeldeclarationspace）包含任何嵌套块。

因此，在嵌套块中不可能声明与封闭它的块中的标签同名的标签。

C#成员

命名空间和类型具有成员（member）。

通常可以通过限定名来访问实体的成员。

限定名以对实体的引用开头，后跟一个“.”标记，再接成员的名称。

类型的成员或者是在该类型声明中声明的，或者是从该类型的基类继承（inherit）的。

1.命名空间的成员：

命名空间和类型若没有封闭它的命名空间，则属于全局命名空间（globalnamespace）成员。

直接对应于全局声明空间中声明的名称在某命名空间中声明的命名空间和类型是该命名空间的成员。

直接对应于该命名空间的声明空间中声明的名称。

命名空间没有访问限制。

不可能把命名空间设置成私有的、受保护的或内部的，命名空间名称始终是可公开访问的。

2.结构的成员：

是在结构中声明的成员以及继承自结构的直接基类System.ValueType和间接基类object的成员。

3.枚举的成员：

是在枚举中声明的常量以及继承自枚举的直接基类System.Enum和间接基类System.ValueType和object的成员。

4.类的成员：

是在类中声明的成员和从该类的基类（没有基类的object类除外）继承的成员。

从基类继承的成员包括基类的常量、字段、方法、属性、事件、索引器、运算符和类型，但不包括基类的实例构造函数、析构函数和静态构造函数。

基类成员被是否继承与它们的可访问性无关。

5.接口的成员：

是在接口中和该接口的所有基接口中声明的成员。

严格地说，类object中的成员不是任何接口的成员。

但是，通过在任何接口类型中进行成员查找，可获得类object中的成员

6.数组的成员：

是从类System.Array继承的成员。

7.委托的成员：

是从类System.Delegate继承的成员。

C#成员访问

成员的声明可用于控制对该成员的访问。

成员的可访问性是由该成员的声明可访问性和直接包含它的那个类型的可访问性结合起来确定的。

成员的已声明可访问性（declaredaccessibility）可以是下列类型之一：

1.Public：

选择它的方法是在成员声明中包括public修饰符。

public的直观含义是“访问不受限制

2.Protected：

选择它的方法是在成员声明中包括protected修饰符。

protected的直观含义是“访问范围限定于它所属的类或从该类派生的类型”。

3.Internal：

选择它的方法是在成员声明中包括internal修饰符。

internal的直观含义是“访问范围限定于此程序”。

4.Protectedinternal：

选择它的方法是在成员声明中包括protected和internal修饰符。

protectedinternal的直观含义是“访问范围限定于此程序或那些由它所属的类派生的类型”。

5.Private：

选择它的方法是在成员声明中包括private修饰符。

private的直观含义是“访问范围限定于它所属的类型”。

声明一个成员时所能选择的已声明可访问性的类型，依赖于该成员声明出现处的上下文。

此外，当成员声明不包含任何访问修饰符时，声明发生处的上下文会为该成员选择一个默认的已声明可访问性。

1.命名空间隐式地具有public已声明可访问性。

在命名空间声明中不允许使用访问修饰符。

2.编译单元或命名空间中声明的类型可以具有public或internal已声明可访问性，默认的已声明可访问性为internal。

3.类成员可具有五种已声明可访问性中的任何一种，默认为private已声明可访问性。

4.结构成员可以具有public、public或private已声明可访问性并默认为private已声明可访问性。

5.接口成员隐式地具有public已声明可访问性。

在接口成员声明中不允许使用访问修饰符。

6.枚举成员隐式地具有public已声明可访问性。

在枚举成员声明中不允许使用访问修饰符。

C#类型

1.C#中的类型有两种：

值类型（valuetype）和引用类型（referencetype）。

值类型的变量直接包含它们的数据，而引用类型的变量存储对它们的数据的引用，后者称为对象。

1）对于引用类型，两个变量可能引用同一个对象，因此对一个变量的操作可能影响另一个变量所引用的对象。

2）对于值类型，每个变量都有它们自己的数据副本（除ref和out参数变量外），因此对一个变量的操作不可能影响另一个变量。

2.在程序编码中一些包含类型参数的类型成为泛型类型（generictype），也就是说泛型的参数只可以代表类，不能代表个别对象。

值类型和引用类型都可以为泛型类型，泛型类型采用一个或多个类型参数。

类型参数可以指定值类型和引用类型。

3.C#的类型系统是统一的，因此任何类型的值都可以按对象处理。

C#中的每个类型直接或间接地从object类类型派生，而object是所有类型的最终基类。

引用类型的值都被视为object类型，被简单地当作对象来处理。

值类型的值则通过对其执行装箱和拆箱操作按对象处理。

C#值类型

1.C#的值类型进一步划分为简单类型（simpletype）、枚举类型（enumtype）、结构类型（structtype）和可以为null的类型（nullabletype）

2.所有值类型从类System.ValueType隐式继承，后者又从类object继承。

任何类型都不可能从值类型派生，因此，所有值类型都是隐式密封的。

3.所有值类型都隐式声明一个称为默认构造函数（defaultconstructor）的公共无参数实例构造函数。

与任何其他实例构造函数一样，值类型的默认构造函数也是用new运算符调用的。

出于效率原因，实际上，不必故意调用它的构造函数。

4.默认构造函数返回一个零初始化实例，它就是该值类型的默认值（defaultvalue）

1）对于所有简单值类型（simpletype），默认值是由所有位都置零的位模式产生的值：

i.对于sbyte、byte、byte、ushort、int、uint、long和ulong，默认值为0。

ii.对于char，默认值为'\x0000'。

iii.对于float，默认值为0.0f。

iv.对于double，默认值为0.0d。

v.对于decimal，默认值为0.0m。

vi.对于bool，默认值为false。

2）对于枚举类型（enumtype）E，默认值为0，该值被转换为类型E。

3）对于结构类型（structtype），默认值是通过将所有值类型字段设置为默认值并将所有引用类型字段设置为null而产生的值。

4）对于可以为null的类型（nullabletype），默认值是一个其HasValue属性为false且Value属性未定义的实例。

默认值也称为可以为null的类型的null值（nullvalue）。

5.结构类型（structtype）可以声明常量、字段、方法、属性、索引器、运算符、实例构造函数、静态构造函数和嵌套类型。

6.简单类型（simpletype）通过保留字标识，而这些保留字只是System命名空间中预定义结构类型的别名可细分为如下几类：

1）有符号整型：

sbyte、short、int和long

2）无符号整型：

byte、ushort、uint和ulong

3）Unicode字符型：

char

4）IEEE浮点型：

float和double

5）高精度小数型：

decimal

6）布尔型：

bool

7.由于简单类型是结构类型的别名，每个简单类型都具有成员。

简单类型与其他结构类型的不同之处在于，简单类型允许某些附加的操作：

1）大多数简单类型允许通过编写文本来创建值。

1）当表达式的操作数都是简单类型常量时，编译器可以在编译时计算表达式。

这样的表达式称为常量表达式。

涉及其他结构类型所定义的运算符的表达式不被视为常量表达式。

2）通过const声明可以声明简单类型的常量。

常量不可能属于其他结构类型，但staticreadonly字段提供了类似的效果。

2）涉及简单类型的转换可以参与由其他结构类型定义的转换运算符的计算，但用户定义的转换运算符永远不能参与其他用户定义运算符的计算

8.枚举类型（enumtype）是具有命名常量的独特的类型。

每个枚举类型都有一个基础类型，该基础类型必须为byte、sbyte、short、ushort、int、uint、long或ulong。

枚举类型的值集和它的基础类型的值集相同。

枚举类型的值并不只限于那些命名常量的值。

9.可以为null的类型（nullabletype）可以表示其基础类型（underlyingtype）的所有值和一个额外的null值。

可以为null的类型写作T?

，其中T是基础类型。

此语法是System.Nullable的简写形式，这两种形式可以互换使用。

1）可以为null的类型T?

的实例有两个公共只读属性：

i.类型为bool的HasValue属性

ii.类型为T的Value属性

2）除了默认构造函数之外，每个可以为null的类型T?

都有一个具有类型为T的单个实参的公共构造函数。

例如，给定一个类型为T的值x，调用形如newT?

（x）的构造函数将创建T?

的非null实例，其Value属性为x。

3）为一个给定值创建可以为null的类型的非null实例的过程称作包装（wrapping）。

C#引用类型

1.C#的引用类型进一步划分为类类型（classtype）、接口类型（interfacetype）、数组类型（arraytype）和委托类型（delegatetype）。

2.引用类型值是对该类型的某个实例（instance）的一个引用，后者称为对象（object）。

null值比较特别，它兼容于所有引用类型，用来表示“没有被引用的实例”。

3.类类型（classtype）定义包含数据成员、函数成员和嵌套类型的数据结构，其中数据成员包括常量和字段，函数成员包括方法、属性、事件、索引器、运算符、实例构造函数、析构函数和静态构造函数。

类类型支持继承，继承是派生类可用来扩展和专门化基类的一种机制。

类类型的实例是用对象创建表达式创建的。

1）某些预定义类类型在C#语言中有特殊含义，如下表所示。

类类型

说明

System.Object

所有其他类型的最终基类。

System.String

C#语言的字符串类型。

System.ValueType

所有值类型的基类。

System.Enum

所有枚举类型的基类。

System.Array

所有数组类型的基类。

System.Delegate

所有委托类型的基类。

System.Exception

所有异常类型的基类。

2）object类类型是所有其他类型的最终基类。

C#中的每种类型都是直接或间接从object类类型派生的。

关键字object只是预定义类System.Object的别名。

3）dynamic类型与object一样，可以引用任何对象。

在将运算符应用于dynamic类型的表达式时，其解析会推迟到程序运行时进行。

因此，如果运算符不能合法地应用于引用的对象，在编译过程中不会报告任何错误。

而是在运行时解析运算符失败时，会引发异常。

4）string类型是直接从object继承的密封类类型。

string类的实例表示Unicode字符串。

4.接口类型（interfacetype）：

一个接口定义一个协定。

实现某接口的类或结构必须遵守该接口定义的协定。

一个接口可以从多个基接口继承，而一个类或结构可以实现多个接口。

5.数组类型（arraytype）：

数组是一种数据结构，它包含可通过计算索引访问的零个或更多个变量。

数组中包含的变量（又称数组的元素）具有相同的类型，该类型称为数组的元素类型。

6.委托类型（delegatetype）：

委托是引用一个或多个方法的数据结构。

1）对于实例方法，委托还可引用实例方法对应的对象实例。

2）在C或C++中与委托最接近的是函数指针，但函数指针只能引用静态函数，而委托则既可以引用静态方法，也可以引用实例方法。

在后一种情况中，委托不仅存储了一个对该方法入口点的引用，还存储了一个对相应的对象实例的引用，该方法就是通过此对象实例被调用的。

C#装箱和拆箱

1.装箱和拆箱的概念是C#类型系统核心。

装箱和拆箱在值类型和引用类型之间架起了一座桥梁，使得任何value-type的值都可以转换为object类型的值，反过来转换也可以。

装箱和拆箱使我们能够统一地来考察类型系统，其中任何类型的值最终都可以按对象处理。

2.装箱（boxing）转换允许将值类型隐式转换为引用类型。

装箱转换隐含着复制一份待装箱的值。

这不同于从reference-type到object类型的转换，在后一种转换中，转换后的值继续引用同一实例，只是将它当作派生程度较小的object类型而已。

存在下列装箱转换：

1）从任何值类型到object类型。

2）从任何值类型到System.ValueType类型。

3）从任何不可以为ull值到值类型实现的任何接口类型。

4）从任何可以为null值到由可以为null值的基础类型实现的任何接口类型。

5）从任何枚举类型到System.Enum类型。

6）从任何具有基础枚举类型的可以为null值到System.Enum类型。

3.拆箱（unboxing）转换允许将引用类型显式转换为值类型。

存在以下拆箱转换：

1）从object类型到任何值类型。

2）从System.ValueType类型到任何值类型。

3）从任何接口类型到实现了该接口类型的任何不可以为空的值。

4）从任何接口类型到其基础类型实现了该接口类型的任何可以为空的值。

5）从System.Enum类型到任何枚举类型。

6）从System.Enum类型到任何具有基础枚举类型的可以为空的值。

C#表达树类型

1.表达式树（Expressiontree）允许匿名函数表示为数据结构而不是可执行代码。

表达式树是匿名函数有效的内存数据表示形式，它使匿名函数的结构变得透明和明晰。

表达式树是System.Linq.Expressions.Expression形式的表达式树类型（expressiontreetype）的值。

2.如果存在从匿名函数到委托类型D的转换，则也存在到表达式树类型Expression的转换。

与委托类型D一样，Expression具有与D相同的参数和返回类型。

3.并非所有匿名函数都能表示为表达式树。

例如，具有语句体的匿名函数和包含赋值表达式的匿名函数就不能表示为表达式树。

在这些情况下，转换仍存在，但在编译时将失败。

Expression提供一个实例方法Compile，该方法产生一个类型为D的委托

下面的示例将匿名函数表示为可执行代码和表达式树。

Funcdel=x=>x+1;//匿名函数委托

Expression>exp=x=>x+1;//类型转换

Funcdel2=exp.Compile（）;//编译

inti1=del

（1）;

inti2=del2

（1）;

执行此代码后，i1和i2的值都为2。

C#类型声明

在C#类型分类中，有五类是用户可定义的：

1.类类型（classtype）：

类类型定义了一个包含数据成员（字段）和函数成员（方法、属性等）的数据结构。

类类型支持单一继承和多态，这些是派生类可用来扩展和专用化基类的机制。

2.结构类型（structtype）：

结构类型与类类型相似，表示一个带有数据成员和函数成员的结构。

但是，与类不同，结构是一种值类型，并且不需要堆分配。

结构类型不支持用户指定的继承，并且所有结构类型都隐式地从类型object继承。

3.接口类型（interfacetype）：

接口类型定义了一个协定，作为一个公共函数成员的命名集。

实现某个接口的类或结构必须提供该接口的函数成员的实现。

一个接口可以从多个基接口继承，而一个类或结构可以实现多个接口。

4.枚举类型（enumtype）：

枚举类型是具有命名常量的独特的类型。

每种枚举类型都具有一个基础类型，该基础类型必须是八种整型之一。

枚举类型的值集和它的基础类型的值集相同。

5.委托类型（delegatetype）：

委托类型表示对具有特定参数列表和返回类型的方法的引用。

通过委托，我们能够将方法作为实体赋值给变量和作为参数传递。

委托类似于在其他某些语言中的函数指针概念，但是与函数指针不同，委托是面向对象的，并且是类型安全的

C#变量

1.变量表示存储位置。

每个变量都具有一个类型，用于确定哪些值可以存储在该变量中。

2.C#是一种类型安全的语言，C#编译器保证存储在变量中的值总是具有合适的类型。

3.C#定义了7类变量：

静态变量、实例变量、数组元素、值参数