C#速成指南: 一文快速入門C#_1

前言

C#（C-Sharp）是一種由微軟（Microsoft）開發的 現代化、強型別（Strongly Typed）、物件導向（OOP） 的程式語言。它廣泛應用於 桌面應用程式、Web 開發、遊戲開發（Unity）、等多種領域。

本教學系列希望帶領你以最少的天數，從零開始精通 C#，從 基礎語法 到 進階主題，以極快的速度掌握 C# 核心技能。

從輸出Hello World開始

程式碼運行環境

現在，你可以參考官方的安裝手冊安裝程式碼編輯與運行環境，你當然可以打開網路上的C#編譯器，直接開始學習。

C#線上編譯器，你可以跟我一樣使用以下的網站:

那我們就開始吧!

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

• System.Console.WriteLine() 會將訊息列印至輸出主控台。
• 請注意，若是Console.WriteLine()這行語法不小心將大寫部分改成小寫，你的程式碼將會出現錯誤。
• 若你將Hello World改以單引號包裹，你的程式碼將會出現錯誤。
• 請記得在在命令結尾使用分號。
• System.要記得添加，不然程式碼會出錯。

註解

// 下面這行會輸出 Hello World
System.Console.WriteLine("Hello World");

• 編譯器會忽略註解的部分，而你則是能透過註解幫助你更好理解程式碼在做甚麼事情。
• 多行註解的話，以 /* */ 包裹要註解的內容。

Console.Write() 與 Console.WriteLine()

Console.WriteLine() 會將訊息列印至輸出主控台。並且新增一個換行字元，所以下一次的輸出會在下一行。

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

/* 輸出
Hello World!
Hello World!
*/

而Console.Write()則會將訊息印至同一行。

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

/* 輸出
Hello World! Hello World!
*/

基本資料型態

在 C# 中，變數是用來存放程式運行時會變動的資料，而不同的資料類型適用於不同的數值或文字。C# 提供了多種基本資料型態：

• int、long、float、double、decimal
• bool、char、string

int age = 20;                // 整數
float height = 170.5f;       // float   (在數字後面加上 'f' 或 'F' )
double weight = 65.3;        // double
bool isStudent = true;       // 布林值
char gender = 'M';           // 字元，一次只能放置單一字元
string name = "John";        // 字串

System.Console.WriteLine($"Name: {name}, Age: {age}");
System.Console.WriteLine($"Height: {height}, Weight: {weight}");
System.Console.WriteLine($"Is Student: {isStudent}, Gender: {gender}");
System.Console.Write(2.39836m);  // decimal (精確度最高，在數字後面加上 'm' 或 'M' )

/* 輸出
Name: John, Age: 20
Height: 170.5, Weight: 65.3
Is Student: True, Gender: M
2.39836
*/

• 上面我們透過先宣告資料型態，接著再為其命名，所以像是 age 、name等，諸如此類的我們都稱其為變數。
• 變數名稱不能以數字開頭命名、變數名稱中也不應包含特殊符號如# ，變數名稱也不能包含空白鍵。
• 變數名稱不得為”關鍵字”，像是使用 int 當作變數名稱。
• 變數的命名有一種撰寫樣式，它會在第一個單字開頭使用小寫字母，並在每個後續單字的開頭都使用大寫字母，像是int myDayMoney;
• 為避免出現未指派的區域變數，建議您在宣告變數之後儘快設定此值。
• $"文字 {變數}"這種寫法能直覺地將變數值插入字串，請讀者記住。
• float 與 double 同為浮點數型態，但精度不同，float 精度較低且記憶體佔用量較小；double 提供更高的精度。

引含型別變數

隱含型別區域變數的建立會使用 var 關鍵字，後接變數初始化。

var message = "Hello world!";

• var 關鍵字會告訴編譯器根據變數所初始化的值來推斷變數的資料類型。

常數

如果某個值在程式執行期間不會改變，可以使用 const 關鍵字宣告常數。

const double Pi = 3.14159f;

特殊字元的輸出

請考慮以下程式碼:

System.Console.Write("Hello\nWorld!");

/* 輸出
Hello
World!
*/

• 注意，程式碼中，雙引號的內容包含了\n，其代表特殊字元，以本例子而言，"\n" 代表新增一行，所以你可以發現我們輸出有兩行。

請再考慮以下程式碼:

System.Console.Write("Hello\tWorld!");

/* 輸出
Hello	World!
*/

• "\t" 相當於按下 TAB 鍵所產生的空間。

好，最後我們再考慮以下程式碼:

System.Console.WriteLine("Hello\"World\"");
System.Console.WriteLine("Hello\\World");

/* 輸出
Hello"World"
Hello\World
*/

• 若要輸出一些特殊符號，我們可以在特殊符號前添加\ ，程式才不會出錯。

建立逐字字串

逐字字串，它會針對你寫的內容一字不漏地完全映出來，請參考以下程式碼:

System.Console.WriteLine(@"Hello, How
    are you~~ ");
    
/*輸出
Hello, How
    are you~~
*/

字串串連

字串串連是只將兩個或多個 string 值合併到新 string 值

所以我們可以使用 + 將字串連接到列一個字串結尾，以下示範:

string firstName = "Michael";
System.Console.WriteLine("Hello " + firstName);

/* 輸出
Hello Michael
*/

另外，我們也可以使用$"文字 {變數}" 讓字串語法更簡潔、更易讀。

string firstName = "Michael";
System.Console.WriteLine($"Hello {firstName}!");

/* 輸出
Hello Michael!
*/

基本運算子

• 數學運算子：+、-、*、/、%
• 指派運算子：=、+=、=、=、/=
• 比較運算子：==、!=、>、<、>=、<=
• 邏輯運算子：&&、||、!

範例:

int a = 10, b = 3;
// 加法
int sum = a + b; // 10 + 3 = 13
System.Console.WriteLine($"{a} + {b} = {sum}");

// 減法
int difference = a - b; // 10 - 3 = 7
System.Console.WriteLine($"{a} - {b} = {difference}");

// 乘法
int product = a * b; // 10 * 3 = 30
System.Console.WriteLine($"{a} * {b} = {product}");

// 除法 (注意整數除法)
int quotient = a / b; // 10 / 3 = 3 (整數除法，無小數)
System.Console.WriteLine($"{a} / {b} = {quotient}");

// 餘數
int remainder = a % b; // 10 % 3 = 1
System.Console.WriteLine($"{a} % {b} = {remainder}");

//四則運算
System.Console.WriteLine(a + a * b / 5);

/* 輸出
10 + 3 = 13
10 - 3 = 7
10 * 3 = 30
10 / 3 = 3
10 % 3 = 1
16
*/

範例2:

int x = 5;
// 加法指派
x += 3; // 等於 x = x + 3;
System.Console.WriteLine($"x += 3 -> x = {x}");

// 減法指派
x -= 2; // 等於 x = x - 2;
System.Console.WriteLine($"x -= 2 -> x = {x}");

// 乘法指派
x *= 4; // 等於 x = x * 4;
System.Console.WriteLine($"x *= 4 -> x = {x}");

// 除法指派
x /= 2; // 等於 x = x / 2;
System.Console.WriteLine($"x /= 2 -> x = {x}");

/* 輸出
x += 3 -> x = 8
x -= 2 -> x = 6
x *= 4 -> x = 24
x /= 2 -> x = 12
*/

範例3:

int a = 10, b = 20;

// 相等
System.Console.WriteLine($"{a} == {b} -> {a == b}");

// 不相等
System.Console.WriteLine($"{a} != {b} -> {a != b}");

// 大於
System.Console.WriteLine($"{a} > {b} -> {a > b}");

// 小於
System.Console.WriteLine($"{a} < {b} -> {a < b}");

// 大於等於
System.Console.WriteLine($"{a} >= {b} -> {a >= b}");

// 小於等於
System.Console.WriteLine($"{a} <= {b} -> {a <= b}");

範例4:

bool condition1 = true;
bool condition2 = false;

// AND 邏輯
System.Console.WriteLine($"{condition1} && {condition2} -> {condition1 && condition2}");

// OR 邏輯
System.Console.WriteLine($"{condition1} || {condition2} -> {condition1 || condition2}");

// NOT 邏輯
System.Console.WriteLine($"!{condition1} -> {!condition1}");

隱式轉換

如果你嘗試使用 + 符號用在兩種不同的資料型態上，例如:string 與 int ，會發生什麼事？

string Name = "Bob";
int number = 7;
System.Console.WriteLine(Name + " have " + number + 1 +  " billion");
/* 輸出
Bob have 71 billion
*/

• 你可以發現，編譯器會將所有內容視為字串，並將它們全都串連在一起，也就是說，int 變數隱式地暫時轉換為 string。

那我們怎麼讓輸出變為Bob have 8 billion呢?直接加個括號即可，說明先執行加法動作再執行後續動作。

string Name = "Bob";
int number = 7;
System.Console.WriteLine(Name + " have " + (number + 1) +  " billion");
/* 輸出
Bob have 8 billion
*/

顯式轉換

char ch = 'A';
int number = 7;
int a = (int)ch + number; //顯式轉換
System.Console.WriteLine(a);

/* 輸出
72
*/

• A的ASCII碼為65
• 以本例子來說，就算不使用顯式轉換，答案也會正確，因為 ch 會隱式轉換成 int

另外，請注意，以下的程式碼都不正確:

int a = 7 / 5.0f;
int b = 7.0f / 5;
int c = 7.0f / 5.0f;

float d = 7 / 5;
System.Console.WriteLine(d);

/* 輸出不正確的結果
1
*/

更安全的轉換

TryParse() 方法

用於字串轉換，若轉換失敗返回 false(布林值)，不會拋出異常。

string str = "123";
int i;
bool success = int.TryParse(str, out i); // 安全轉換

• out是關鍵字一定要加,i就是轉換成功存放值的地方。

as 運算子

用於參考型別的轉換，若轉換失敗會返回 null，不會拋出異常。

object obj = "Hello";
string str = obj as string; // 轉換成功
int? num = obj as int?; // 轉換失敗，返回 null

安全性：較高，但僅適用於參考型別和可為空的型別(如 int?、long?、bool?等)。

• 參考型別和可為空的型別: (這可以暫且忽略沒關係)。

Convert 類別

提供靜態方法進行轉換，若轉換失敗會拋出異常

string str = "123";
int i = System.Convert.ToInt32(str); // 轉換成功
i += 1;
System.Console.WriteLine(i);  // 124

遞增與遞減運算子

int x = 5;

System.Console.WriteLine($"x = {x}");

// 前置遞增
System.Console.WriteLine($"++x = {++x}");  // (值先加1，再輸出)

// 後置遞增
System.Console.WriteLine($"x++ = {x++}");  // (輸出值後，再加1)
System.Console.WriteLine($"x = {x}");

// 前置遞減
System.Console.WriteLine($"--x = {--x}");  // (值先減1，再輸出)

// 後置遞減
System.Console.WriteLine($"x-- = {x--}");  // (輸出值後，再減1)
System.Console.WriteLine($"x = {x}");

// 與表達式結合
int y = 10;
int result = ++x + y--; // ++x 為前置遞增，y-- 為後置遞減
System.Console.WriteLine($"result = ++x + y-- -> result = {result}");
System.Console.WriteLine($"x = {x}, y = {y}");
/* 輸出
x = 5
++x = 6
x++ = 6
x = 7
--x = 6
x-- = 6
x = 5
result = ++x + y-- -> result = 16
x = 6, y = 9
*/

取得用戶輸入

使用Console.ReadLine() 讀取用戶輸入，請記住，用戶輸入的都是字串，而字串並不能執行一些數值的運算，所以我們使用int.Parse()將輸入字串轉換為整數。

// 提示用戶輸入
System.Console.Write("Your name: ");
string name = System.Console.ReadLine();
System.Console.Write("Enter a number: ");
int num = int.Parse(System.Console.ReadLine());

// 顯示初始值
System.Console.WriteLine($"{num}");

// 前置遞增
System.Console.WriteLine($"(++num): {++num}");

// 後置遞增
System.Console.WriteLine($"(num++): {num++}");
System.Console.WriteLine($"{num}");

// 前置遞減
System.Console.WriteLine($"(--num): {--num}");

// 後置遞減
System.Console.WriteLine($"(num--): {num--}");
System.Console.WriteLine($"{num}");
/* 輸出
Your name: Bob
Enter a number: 5
5
(++num): 6
(num++): 6
7
(--num): 6
(num--): 6
5
*/

C# 方法與類別的基本概念

到目前為止，我們一直在使用Console.Write()、Console.WriteLine()、剛還提到Console.ReadLine()、甚至是int.Parse()，這些看似能執行特定功能的語法究竟是甚麼呢?

在 C# 中，像 Console.Write()、Console.WriteLine()、Console.ReadLine()、int.Parse() 這些語法都是方法（Methods），方法是一段可以重複執行的程式碼，用於完成特定功能。它們的功能、來源和用途如下解釋：

方法的定義

• 方法是一組具有特定功能的程式碼，可以被呼叫來執行。
• 方法可以有輸入參數（Input Parameters）和返回值（Return Value）。

來源

• 這些方法來自 .NET 的類別庫，屬於不同的類別（Class）。
• 一些核心的類別庫（如 Console、Math 等）是內建的，無需手動引用即可使用。

類別

• 類別是什麼？
• • 類別是一個用來定義物件屬性（Attributes）和行為（Behaviors）的模板。
  • 它描述了物件的結構和行為，而物件則是類別的實例。
• 物件與類別的關係
• • 類別是抽象的設計，物件是具體的實現。
  • 例如：類別 = 藍圖物件 = 依照藍圖建造的房子
• 類別中的組成部分
• • 屬性（Attributes）：描述物件的資料，例如名稱、年齡。
  • 方法（Methods）：描述物件的功能或行為，例如計算、顯示資訊。

而讀者要特別注意，如果語法為：類別名稱.方法名稱(參數) ，我們稱其為靜態方法（Static Method），而與其相對的是實例方法，方法的呼叫需要仰賴物件，也就是說，建立物件後才能使用的方法稱為 “實例方法” 關於這個我們以後才會提到。

靜態方法:

System.Console.WriteLine("Static Method");

好，你可能又會好奇為甚麼要添加System.，目前讀者只需了解大概的原理:

• C# 使用 命名空間 來組織和區分不同的類別。例如，Console 類別位於 System 命名空間中，完整名稱是 System.Console。
• 如果不加入System.，編譯器無法自動找到 Console 類別，因為它不知道你要引用的是哪個命名空間中的類別。
• 如果你的開發環境是較高版本的話，你有可能不需要添加System.，讀者只要知道，如果出現錯誤的話記得添加System.即可，亦或是按照線上編譯器一開始給你的程式碼片段進行編寫，如下圖。