C# 简介与环境搭建

1.1 什么是 C#

C#（读作 “C Sharp”）是由微软公司于 2000 年发布的一种现代、面向对象、类型安全的编程语言。它由 Anders Hejlsberg 领导开发，是 .NET 平台的核心语言。

C# 的核心优势

• 类型安全：编译时检查类型错误，减少运行时异常
• 面向对象：支持封装、继承、多态等 OOP 特性
• 跨平台：通过 .NET Core/.NET 5+ 可在 Windows、macOS、Linux 运行
• 现代语法：持续更新，支持 LINQ、异步编程、模式匹配等
• 强大生态：丰富的标准库、NuGet 包管理器、Visual Studio IDE
• 广泛应用：Web 开发、桌面应用、游戏开发（Unity）、移动应用、云服务

C# 的应用领域

领域	代表框架/工具
Web 开发	ASP.NET Core, Blazor
桌面应用	WPF, WinForms, MAUI
游戏开发	Unity3D, Godot (C# 支持)
移动应用	Xamarin, MAUI
云服务	Azure Functions, Microservices
机器学习	ML.NET, TensorFlow.NET

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1.2 .NET 平台简介

.NET 发展历程

版本	发布时间	特点
.NET Framework	2002	仅支持 Windows
.NET Core	2016	跨平台、开源、高性能
.NET 5+	2020	统一平台，每年大版本更新
.NET 8	2023	LTS 版本，性能大幅提升

选择 .NET 版本

• 初学者：推荐 .NET 8 LTS（长期支持）
• 企业项目：选择最新 LTS 版本
• Unity 开发：使用 Unity 内置的 .NET 版本

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1.3 开发环境搭建

安装 .NET SDK

1. 访问 .NET 官网
2. 下载 .NET 8 SDK（推荐 LTS 版本）
3. 运行安装程序，按提示完成安装
4. 打开终端验证安装：

dotnet --version
# 输出: 8.0.x

选择编辑器

编辑器	特点	适用场景
Visual Studio 2022	功能最全、调试强大	Windows 桌面开发、大型企业项目
VS Code	轻量、跨平台、插件丰富	日常开发、跨平台项目
JetBrains Rider	智能提示优秀、跨平台	专业 .NET 开发者

VS Code 配置

1. 安装 C# Dev Kit 扩展
2. 安装 .NET Install Tool
3. 重启 VS Code 即可开始开发

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1.4 第一个 C# 程序

使用命令行创建

# 创建新项目
dotnet new console -n HelloWorld

# 进入项目目录
cd HelloWorld

# 运行程序
dotnet run

项目结构

HelloWorld/
├── HelloWorld.csproj    # 项目文件
├── Program.cs           # 主程序文件
└── obj/                 # 编译输出目录

Program.cs 代码

// 传统写法（.NET 6 之前）
using System;

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

// 现代写法（.NET 6+ 顶级语句）
Console.WriteLine("Hello, World!");

代码解析

// 1. using 引入命名空间
using System;

// 2. namespace 定义命名空间
namespace HelloWorld
{
    // 3. class 定义类
    class Program
    {
        // 4. Main 是程序入口点
        static void Main(string[] args)
        {
            // 5. 输出文本到控制台
            Console.WriteLine("Hello, World!");
        }
    }
}

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1.5 编译与运行

常用 dotnet 命令

# 创建项目
dotnet new console -n MyProject

# 编译项目
dotnet build

# 运行项目
dotnet run

# 发布项目（生成可执行文件）
dotnet publish -c Release

# 添加 NuGet 包
dotnet add package Newtonsoft.Json

# 查看帮助
dotnet --help

编译过程

1. 编写代码：.cs 文件
2. 编译：csc 编译器将代码编译为 IL（中间语言）
3. JIT 编译：运行时将 IL 编译为机器码
4. 执行：CLR（公共语言运行时）执行程序

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1.6 C# 代码规范

命名约定

类型	规范	示例
类/方法	PascalCase	UserService, CalculateTotal
变量/参数	camelCase	userName, totalCount
常量	UPPER_CASE	MAX_SIZE, API_KEY
接口	I + PascalCase	IRepository, IDisposable
私有字段	_camelCase	_userRepository, _config

代码风格示例

using System;

namespace CodeStyleExample
{
    /// <summary>
    /// 用户服务类示例
    /// </summary>
    public class UserService
    {
        // 私有字段
        private readonly string _apiKey;
        
        // 公共属性
        public string AppName { get; set; }
        
        // 常量
        private const int MAX_RETRIES = 3;
        
        // 构造函数
        public UserService(string apiKey)
        {
            _apiKey = apiKey ?? throw new ArgumentNullException(nameof(apiKey));
        }
        
        // 方法
        public void ProcessData(int[] data)
        {
            if (data == null || data.Length == 0)
            {
                Console.WriteLine("数据为空");
                return;
            }
            
            foreach (var item in data)
            {
                Console.WriteLine($"处理: {item}");
            }
        }
    }
}

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1.7 本章小结

• C# 是现代、类型安全、面向对象的编程语言
• .NET 平台支持跨平台开发，推荐 .NET 8 LTS
• 使用 dotnet new console 创建项目，dotnet run 运行
• 遵循命名约定和代码规范提高可读性
• Visual Studio 和 VS Code 是主流开发工具

练习题

1. 安装 .NET 8 SDK 并验证版本
2. 使用 dotnet new console 创建项目并输出你的姓名
3. 尝试修改 Program.cs，输出三行不同的文本
4. 以下代码输出什么？

   Console.WriteLine("Hello");
   Console.Write("World");
   Console.Write("!");