1. C#语言基础

1.1 C#语法概览

欢迎来到C#的世界！对于刚从Java转过来的开发者来说，你会发现C#和Java有很多相似之处，但C#也有其独特的魅力和强大之处。让我们一起来探索C#的基本语法，并比较一下与Java的异同。

程序结构

C#程序的基本结构与Java非常相似。这里是一个简单的C#程序：

using System;

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

对比Java的版本：

public class HelloWorld {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello, World!");
    }
}

你会发现，两者的结构非常相似。主要的区别在于：

1. C#使用using关键字导入命名空间，而Java使用import。
2. C#的Main方法是static void Main(string[] args)，而Java是public static void main(String[] args)。
3. C#使用Console.WriteLine()输出，Java使用System.out.println()。

在c# 9的最新语法上还可以更简洁，是的没错，只需要一行代码，不需要写命名空间，类，方法，直接编写代码，当然这个方式只存在c#9以上的版本。

Console.WriteLine("Hello, World!");

命名约定

C#和Java的命名约定有些许不同：

• C#中，方法名和属性名通常使用PascalCase（如CalculateTotal）。
• 局部变量和参数使用camelCase（如totalAmount）。
• 接口名称以"I"开头（如IDisposable）。

而Java中：

• 方法名和变量名都使用camelCase。
• 接口名称不需要特殊前缀。

数据类型

C#和Java的基本数据类型很相似，但也有一些区别：

C#:

int x = 10;
long y = 100L;
float f = 3.14f;
double d = 3.14;
decimal m = 100.50m;
bool isTrue = true;
char c = 'A';
string s = "Hello";

Java:

int x = 10;
long y = 100L;
float f = 3.14f;
double d = 3.14;
boolean isTrue = true;
char c = 'A';
String s = "Hello";

注意C#特有的decimal类型，它提供了更高精度的小数计算，特别适合金融相关的应用。

数组

C#和Java的数组声明稍有不同：

C#:

int[] numbers = new int[5];
string[] names = { "Alice", "Bob", "Charlie" };

Java:

int[] numbers = new int[5];
String[] names = { "Alice", "Bob", "Charlie" };

控制结构

C#和Java的控制结构几乎完全相同：

// if语句
if (condition)
{
    // code
}
else if (anotherCondition)
{
    // code
}
else
{
    // code
}

// for循环
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
    // code
}

// while循环
while (condition)
{
    // code
}

// switch语句
switch (variable)
{
    case value1:
        // code
        break;
    case value2:
        // code
        break;
    default:
        // code
        break;
}

这些结构在Java中的写法完全相同。

异常处理

C#和Java的异常处理也非常相似：

C#:

try
{
    // 可能抛出异常的代码
}
catch (SpecificException ex)
{
    // 处理特定异常
}
catch (Exception ex)
{
    // 处理一般异常
}
finally
{
    // 总是要执行的代码
}

Java的异常处理结构完全相同。

注释

C#和Java的注释方式也是一样的：

// 这是单行注释

/*
* 这是多行注释
*/

/// <summary>
/// 这是XML文档注释，类似于Java的Javadoc
/// </summary>

小结

通过这个概览，你可以看到C#和Java在语法上有很多相似之处。这意味着作为一个Java开发者，你可以相对轻松地过渡到C#。然而，C#也有其独特的特性和语法糖，使得某些任务更加简洁和高效。

在接下来的章节中，我们将深入探讨C#的各个方面，包括它独特的特性如属性、事件、委托等。这些概念可能对Java开发者来说比较新，但它们是C#强大功能的关键所在。记住，学习一门新的语言不仅是学习语法，更是学习一种新的思维方式。让我们继续我们的C#学习之旅吧！

1.2 变量和数据类型

在C#中，变量和数据类型是编程的基础。对于从Java转过来的开发者来说，你会发现很多熟悉的概念，但C#也有一些独特的特性。让我们深入探讨C#的变量和数据类型，并与Java进行比较。

变量声明

C#和Java的变量声明方式非常相似：

C#:

int age = 25;
string name = "Alice";
bool isStudent = true;

Java:

int age = 25;
String name = "Alice";
boolean isStudent = true;

主要区别在于：

1. C#使用string（小写），而Java使用String（大写）。
2. C#使用bool，而Java使用boolean。

基本数据类型

C#和Java都有类似的基本数据类型，但C#提供了更多的选择：

注意C#提供了无符号整数类型（byte, ushort, uint, ulong）和decimal类型，这些在Java中是没有的。

值类型和引用类型

C#和Java都区分值类型和引用类型，但C#的处理更加灵活：

1. 值类型（Value Types）：

• 在C#中，所有的基本数据类型（int, float, bool等）和struct都是值类型。
• 值类型直接存储它们的数据。

2. 引用类型（Reference Types）：

• 类（class）、接口（interface）、委托（delegate）和数组（array）是引用类型。
• 引用类型存储对其数据（对象）的引用。

C#独特之处：

• C#允许使用struct关键字创建自定义值类型。
• C#的string虽然是引用类型，但具有值类型的一些特性（如不可变性）。

可空类型

C#引入了可空类型的概念，这在Java中是没有的：

int? nullableInt = null;
bool? nullableBool = null;

可空类型允许值类型也可以赋值为null，这在处理数据库或用户输入时非常有用。

var关键字

C#提供了var关键字用于隐式类型声明：

var x = 10; // 编译器推断x为int类型
var name = "Alice"; // 编译器推断name为string类型

Java从Java 10开始引入了类似的var关键字，但使用范围更受限制。

常量

C#使用const关键字声明常量：

const int MaxValue = 100;
const string AppName = "MyApp";

Java使用final关键字：

final int MAX_VALUE = 100;
final String APP_NAME = "MyApp";

枚举

C#和Java都支持枚举，但C#的枚举更加灵活：

C#:

enum Days
{
    Monday,
    Tuesday,
    Wednesday,
    Thursday,
    Friday,
    Saturday,
    Sunday
}

// 可以指定底层类型和值
enum Status : byte
{
    Active = 1,
    Inactive = 0,Suspended = 2
}

Java:

enum Days {
    MONDAY,
    TUESDAY,
    WEDNESDAY,
    THURSDAY,
    FRIDAY,
    SATURDAY,
    SUNDAY
}

C#的枚举可以指定底层类型，而Java的枚举实际上是特殊的类。

类型转换

C#提供了多种类型转换方法：

1. 隐式转换：

   int x = 10;
   long y = x; // 隐式转换，不需要显式转换
   

2. 显式转换（强制类型转换）：

   doubled = 3.14;
   int i = (int)d; // 显式转换，可能会损失精度
   

3. 使用Convert类：

   string s = "123";
   int i = Convert.ToInt32(s);
   

4. 使用Parse方法：

   string s = "3.14";
   double d = double.Parse(s);
   

5. TryParse方法（安全转换）：

   string s = "123";
   int result;
   if (int.TryParse(s, out result))
   {
       Console.WriteLine($"Converted value: {result}");
   }
   else
   {
       Console.WriteLine("Conversion failed");
   }
   

Java的类型转换相对简单一些，主要依赖于强制类型转换和包装类的方法。

小结

虽然C#和Java在变量和数据类型方面有很多相似之处，但C#提供了更多的选择和灵活性。C#的可空类型、更丰富的基本数据类型、更灵活的枚举和方便的类型转换方法，都为开发者提供了更多的工具来处理各种数据场景。

作为一个从Java转向C#的开发者，你会发现这些额外的特性可以让你的代码更加简洁和表达力更强。在实际编程中，合理利用这些特性可以提高代码的可读性和性能。

在接下来的学习中，我们将深入探讨C#的更多高级特性，如属性、索引器、泛型等。这些概念将进一步展示C#相对于Java的独特优势。继续保持学习的热情，你会发现C#是一个功能丰富、富有表现力的语言！

1.3 运算符和表达式

C#的运算符和表达式与Java有很多相似之处，但也有一些独特的特性。让我们深入了解C#的运算符和表达式，并与Java进行比较。

算术运算符

C#和Java的算术运算符基本相同：

• 加法 (+)
• 减法 (-)
• 乘法 (*)
• 除法 (/)
• 取模 (%)

示例：

int a = 10, b = 3;
int sum = a + b;      // 13
int difference = a - b; // 7
int product = a * b;   // 30
int quotient = a / b;  // 3 (整数除法)
int remainder = a % b; // 1

注意：C#和Java在整数除法时都会舍去小数部分，如果要得到精确结果，至少有一个操作数应该是浮点数。

赋值运算符

C#和Java的赋值运算符也基本相同：

• 简单赋值 (=)
• 复合赋值 (+=, -=, *=, /=, %=)

C#特有的复合赋值运算符：

• ??= (空合并赋值运算符，C# 8.0引入)

示例：

int x = 5;
x += 3;  // 等同于 x = x + 3
x -= 2;  // 等同于 x = x - 2

string name = null;
name ??= "John";  // 如果name为null，赋值为"John"

比较运算符

C#和Java的比较运算符完全相同：

• 等于 ==
• 不等于 !=
• 大于 >
• 小于 <
• 大于等于 >=
• 小于等于 <=

示例：

int a = 5, b = 7;
bool isEqual = (a == b);// false
bool isNotEqual = (a !=b); // true
bool isGreater = (a > b);// false
bool isLess = (a < b);     // true
bool isGreaterOrEqual = (a >= b); // false
bool isLessOrEqual = (a <= b);// true

逻辑运算符

C#和Java的逻辑运算符也是相同的：

• 逻辑与 (&&)
• 逻辑或 (||)
• 逻辑非 (!)

示例：

bool a = true, b = false;
bool andResult = a && b;  // false
bool orResult = a || b;   // true
bool notResult = !a;      // false

位运算符

C#和Java的位运算符也基本相同：

• 按位与 &
• 按位或 |
• 按位异或 ^
• 按位取反 ~
• 左移 <<
• 右移 >>

C#特有的位运算符：

• 无符号右移 (>>>)

示例：

int a = 60;// 二进制: 0011 1100
int b = 13;  // 二进制: 0000 1101

int c = a & b;  // 12(二进制: 0000 1100)
int d = a | b;  // 61 (二进制: 0011 1101)
int e = a ^ b;  // 49 (二进制: 0011 0001)
int f = ~a;     // -61 (二进制: 1100 0011, 补码表示)
int g = a << 2; // 240 (二进制: 1111 0000)
int h = a >> 2; // 15 (二进制: 0000 1111)

条件运算符

C#和Java都有三元条件运算符：

int a = 10, b = 20;
int max = (a > b) ? a : b;  // 20

C#特有的条件运算符：

• 空合并运算符 (??)
• 空条件运算符(?.)

示例：

string name = null;
string displayName = name ?? "Guest";  // "Guest"

class Person
{
    public string Name { get; set; }
}

Person person = null;
int? nameLength = person?.Name?.Length;  // null

类型测试运算符

C#提供了一些Java中没有的类型测试运算符：

• is 运算符：检查对象是否与特定类型兼容
• as 运算符：执行类型转换，如果转换失败，返回null

示例：

object obj = "Hello";
if (obj is string)
{
    Console.WriteLine("obj is a string");
}

string str = obj as string;
if (str != null)
{
    Console.WriteLine($"The string is: {str}");
}

Lambda 表达式

C#和Java都支持Lambda表达式，但语法略有不同：

C#:

Func<int, int> square = x => x * x;
int result = square(5);  // 25

Java:

Function<Integer, Integer> square = x -> x * x;
int result = square.apply(5);  // 25

空合并运算符(??)

C#特有的空合并运算符可以简化处理可能为null的情况：

string name = null;
string displayName = name ?? "Guest";  // "Guest"

在Java中，你可能需要这样写：

String name = null;
String displayName = (name != null) ? name : "Guest";

表达式体成员 (Expression-bodied members)

C#允许使用更简洁的语法来定义属性和方法：

public class Circle
{
    public double Radius { get; set; }
    public double Diameter => Radius * 2;
    public double CalculateArea() => Math.PI * Radius * Radius;
}

这种语法在Java中是不存在的。

字符串插值

C#提供了非常方便的字符串插值语法：

string name = "Alice";
int age = 30;
string message = $"My name is {name} and I am {age} years old.";

Java在较新的版本中也引入了类似的功能，但语法不同：

String name = "Alice";
int age = 30;
String message = String.format("My name is %s and I am %d years old.", name, age);

小结

虽然C#和Java在运算符和表达式方面有很多相似之处，但C#提供了一些额外的特性，如空合并运算符、空条件运算符、表达式体成员等，这些可以让代码更加简洁和表达力更强。

作为一个从Java转向C#的开发者，你会发现这些额外的特性可以让你的代码更加优雅和易读。在实际编程中，合理利用这些特性可以提高代码质量和开发效率。

在接下来的学习中，我们将深入探讨C#的更多高级特性，如LINQ、异步编程等。这些概念将进一步展示C#相对于Java的独特优势。继续保持学习的热情，你会发现C#是一个功能丰富、表达力强的语言！

1.4 控制流语句

控制流语句是编程语言的基本构建块，用于控制程序的执行路径。C#和Java在这方面非常相似，但C#也有一些独特的特性。让我们深入了解C#的控制流语句，并与Java进行比较。

if-else 语句

C#和Java的if-else语句几乎完全相同：

int x = 10;
if (x > 5)
{
    Console.WriteLine("x is greater than 5");
}
else if (x < 5)
{
    Console.WriteLine("x is less than 5");
}
else
{
    Console.WriteLine("x is equal to 5");
}

C#特有的特性：

1. 可空类型的使用：

int? x = null;
if (x.HasValue)
{
    Console.WriteLine($"x has a value: {x.Value}");
}
else
{
    Console.WriteLine("x is null");
}

2. 模式匹配（C# 7.0+）：

object obj = "Hello";
if (obj is string s)
{
    Console.WriteLine($"The string is: {s}");
}

switch 语句

C#的switch语句比Java的更加灵活：

int day = 3;
switch (day)
{
    case 1:
        Console.WriteLine("Monday");
        break;
    case 2:
        Console.WriteLine("Tuesday");
        break;
    case 3:
    case 4:
    case 5:
        Console.WriteLine("Midweek");
        break;
    default:
        Console.WriteLine("Weekend");
        break;
}

C#特有的特性：

1. 模式匹配（C# 7.0+）：

object obj = 123;
switch (obj)
{
    case int i when i > 100:
        Console.WriteLine($"Large integer: {i}");
        break;
    case string s:
        Console.WriteLine($"String value: {s}");
        break;
    case null:
        Console.WriteLine("Null value");
        break;
    default:
        Console.WriteLine("Unknown type");
        break;
}

2. switch 表达式（C# 8.0+）：

string GetDayType(int day) => day switch
{
    1 => "Monday",
    2 => "Tuesday",
    3 or 4 or 5 => "Midweek",
    _ => "Weekend"
};

循环语句

C#和Java的循环语句非常相似：

1. for循环：

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

2. while 循环：

int i = 0;
while (i < 5)
{
    Console.WriteLine(i);
    i++;
}

3. do-while 循环：

int i = 0;
do
{
    Console.WriteLine(i);
    i++;
} while (i < 5);

4. foreach 循环：

string[] fruits = { "apple", "banana", "cherry" };
foreach (string fruit in fruits)
{
    Console.WriteLine(fruit);
}

C#特有的特性：

1. LINQ与foreach的结合：

List<int> numbers = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5 };
foreach (var num in numbers.Where(n => n % 2 == 0))
{
    Console.WriteLine(num);
}

跳转语句

C#和Java都支持以下跳转语句：

1. break：跳出当前循环或switch语句
2. continue：跳过当前循环的剩余部分，开始下一次迭代
3. return：从方法中返回，并可选择返回一个值

C#特有的跳转语句：

1. goto：虽然不推荐使用，但C#保留了goto语句

int i = 0;
start:
    if (i < 5)
    {
        Console.WriteLine(i);
        i++;
        goto start;
    }

异常处理

C#和Java的异常处理机制非常相似：

try
{
    int result = 10 / 0;
}
catch (DivideByZeroException ex)
{
    Console.WriteLine($"Division by zero error: {ex.Message}");
}
catch (Exception ex)
{
    Console.WriteLine($"An error occurred: {ex.Message}");
}
finally
{
    Console.WriteLine("This always executes");
}

C#特有的特性：

1. 异常过滤器（C# 6.0+）：

try
{
    // 可能抛出异常的代码
}
catch (Exception ex) when (ex.InnerException != null)
{
    Console.WriteLine($"Inner exception: {ex.InnerException.Message}");
}

2. using 语句（简化资源管理）：

using (var file = new System.IO.StreamReader("file.txt"))
{
    string content = file.ReadToEnd();
    Console.WriteLine(content);
}
// file自动关闭

3. using 声明（C# 8.0+）：

using var file = new System.IO.StreamReader("file.txt");
string content = file.ReadToEnd();
Console.WriteLine(content);
// file 在作用域结束时自动关闭

小结

虽然C#和Java在控制流语句方面有很多相似之处，但C#提供了一些额外的特性，如模式匹配、switch表达式、异常过滤器等，这些可以让代码更加简洁和表达力更强。

作为一个从Java转向C#的开发者，你会发现这些额外的特性可以让你的代码更加优雅和易读。特别是模式匹配和switch表达式，它们可以大大简化复杂的条件逻辑。

在实际编程中，合理利用这些特性可以提高代码质量和开发效率。例如，使用模式匹配可以使类型检查和转换更加简洁，使用switch表达式可以使复杂的条件判断更加清晰。

在接下来的学习中，我们将深入探讨C#的更多高级特性，如LINQ、异步编程等。这些概念将进一步展示C#相对于Java的独特优势。继续保持学习的热情，你会发现C#是一个功能丰富、表达力强的语言！

1.5 方法和参数

方法（在Java中称为函数）是编程中最基本的代码组织单元。C#和Java在方法定义和使用上有很多相似之处，但C#提供了一些额外的特性，使得方法定义和调用更加灵活。让我们深入探讨C#的方法和参数，并与Java进行比较。

方法定义

C#和Java的基本方法定义非常相似：

public int Add(int a, int b)
{
    return a + b;
}

Java中的等效代码：

public int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

主要区别：

1. C#方法名通常使用PascalCase，而Java使用camelCase。
2. C#支持方法重载，Java也支持。

参数传递

C#和Java都支持值传递和引用传递，但C#提供了更多选项：

1. 值参数（默认）：

public void IncrementValue(int x)
{
    x++; // 不影响原始值
}

2. 引用参数（ref 关键字）：

public void IncrementRef(ref int x)
{
    x++; // 修改原始值
}

// 调用
int num = 5;
IncrementRef(ref num);
Console.WriteLine(num); // 输出 6

Java没有直接等效的引用参数，但可以通过包装类或数组实现类似效果。

3. 输出参数（out 关键字）：

public bool TryParse(string s, out int result)
{
    return int.TryParse(s, out result);
}

// 调用
if (TryParse("123", out int number))
{
    Console.WriteLine($"Parsed number: {number}");
}

Java没有直接等效的输出参数。

4. 参数数组（params 关键字）：

public int Sum(params int[] numbers)
{
    return numbers.Sum();
}

// 调用
int total = Sum(1, 2, 3, 4, 5);

Java使用可变参数（varargs）实现类似功能：

public int sum(int... numbers) {
    return Arrays.stream(numbers).sum();
}

方法重载

C#和Java都支持方法重载，允许在同一个类中定义多个同名但参数列表不同的方法：

public class Calculator
{
    public int Add(int a, int b)
    {
        return a + b;
    }

    public double Add(double a, double b)
    {
        return a + b;
    }
}

Java的方法重载与C#基本相同。

可选参数

C#支持可选参数，这在Java中直到最近才引入：

public void Greet(string name, string greeting = "Hello")
{
    Console.WriteLine($"{greeting}, {name}!");
}

// 调用
Greet("Alice"); // 输出: Hello, Alice!
Greet("Bob", "Hi"); // 输出: Hi, Bob!

在Java中，你通常需要使用方法重载来实现类似功能：

public void greet(String name) {
    greet(name, "Hello");
}

public void greet(String name, String greeting) {
    System.out.println(greeting + ", " + name + "!");
}

命名参数

C#支持命名参数，可以提高代码的可读性：

public void CreateUser(string name, int age, bool isAdmin = false)
{
    //方法实现
}

// 调用
CreateUser(name: "Alice", age: 30, isAdmin: true);
CreateUser(age: 25, name: "Bob"); // 可以改变参数顺序

Java不支持命名参数，但可以使用建造者模式来实现类似的效果。

表达式体方法

C# 6.0引入了表达式体方法，可以使简单方法的定义更加简洁：

public int Add(int a, int b) => a + b;

public string GetFullName(string firstName, string lastName) => $"{firstName} {lastName}";

Java不支持这种语法糖。

本地函数

C# 7.0引入了本地函数，允许在方法内定义函数：

public int Factorial(int n)
{
    int LocalFactorial(int x)
    {
        return x <= 1 ? 1 : x * LocalFactorial(x - 1);
    }

    return LocalFactorial(n);
}

Java不直接支持本地函数，但可以使用匿名内部类或lambda表达式来实现类似功能。

异步方法

C#对异步编程的支持非常强大，使用async和await关键字：

public async Task<string> FetchDataAsync(string url)
{
    using var client = new HttpClient();
    return await client.GetStringAsync(url);
}

// 调用
string data = await FetchDataAsync("https://api.example.com");

Java也支持异步编程，但语法和使用方式与C#不同，通常使用CompletableFuture：

public CompletableFuture<String> fetchDataAsync(String url) {
    return CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
        // 使用HttpClient获取数据
        return "data";
    });
}

// 调用
String data = fetchDataAsync("https://api.example.com").join();

扩展方法

C#允许你为现有类型添加新方法，而不需要修改原始类型的定义：

public static class StringExtensions
{
    public static bool IsNullOrEmpty(this string str)
    {
        return string.IsNullOrEmpty(str);
    }
}

// 使用
string name = "Alice";
bool isEmpty = name.IsNullOrEmpty();

Java不支持扩展方法，但可以使用静态工具类来实现类似功能。

泛型方法

C#和Java都支持泛型方法，允许你编写可以处理多种类型的方法：

public T Max<T>(T a, T b) where T : IComparable<T>
{
    return a.CompareTo(b) > 0 ? a : b;
}

// 使用
int maxInt = Max(5, 10);
string maxString = Max("apple", "banana");

Java的泛型方法语法略有不同：

public <T extends Comparable<T>> T max(T a, T b) {
    return a.compareTo(b) > 0 ? a : b;
}

方法组合与函数式编程

C#对函数式编程有很好的支持，可以轻松组合和传递方法：

Func<int, int> square = x => x * x;
Func<int, int> addOne = x => x + 1;

Func<int, int> squareThenAddOne = x => addOne(square(x));

int result = squareThenAddOne(5); // 26

Java也支持函数式编程，但语法略有不同：

Function<Integer, Integer> square = x -> x * x;
Function<Integer, Integer> addOne = x -> x + 1;

Function<Integer, Integer> squareThenAddOne = square.andThen(addOne);

int result = squareThenAddOne.apply(5); // 26

小结

虽然C#和Java在方法和参数的基本概念上很相似，但C#提供了更多的特性和灵活性。C#的引用参数、输出参数、命名参数、可选参数等特性可以让方法定义和调用更加灵活和清晰。此外，C#的异步方法、扩展方法和表达式体方法等特性可以让代码更加简洁和易读。

作为一个从Java转向C#的开发者，你会发现这些额外的特性可以大大提高你的编程效率和代码质量。例如，命名参数和可选参数可以减少方法重载的需求，扩展方法可以让你更容易地扩展现有类型的功能，而async/await则可以大大简化异步编程的复杂性。

在实际编程中，合理利用这些特性可以让你的代码更加清晰、简洁和易于维护。例如，使用命名参数可以提高代码的可读性，使用扩展方法可以使你的代码更加模块化，而使用异步方法可以提高应用程序的响应性。

随着你对C#的深入学习，你会发现更多强大的特性和用法。保持学习和实践的热情，你将能够充分利用C#的强大功能，成为一个高效的.NET开发者！