C#1.0

和 Visual Studio .NET 2002 一起发布的 C# 版本 1.0 非常像 Java。在 ECMA 制定的设计目标中，它旨在成为一种“简单、现代、面向对象的常规用途语言”。当时，它和 Java 类似，说明已经实现了上述早期设计目标。

C# 1.0 的主要功能包括：

类
结构
接口
属性
委托
事件
表达式
语句
特性

基元类型

编译器直接支持的数据类型称为基元类型(primitive type).
基元类型直接映射到到Framework类库(FCL)中存在的类型。例如C#的int直接映射到System.Int32类型。

C#类型关键字	FCL类型	符合公共语言规范(CLS)	说明
sbyte	System.SByte	否	有符号8位值
byte	System.Byte	是	无符号8位值
short	System.Int16	是	有符号16位值
ushort	System.UInt16	否	无符号16位值
int	System.Int32	是	有符号32位值
uint	System.UInt32	否	无符号32位值
long	System.Int64	是	有符号64位值
unlong	System.UInt64	否	无符号64位值
char	System.Char	是	16位Unicode字符
float	System.Single	是	IEEE32位浮点值
double	System.Double	是	IEEE64位浮点值
bool	System.Boolean	是	真或者假
decimal	System.Decimal	是	128位高精度浮点值，常用于不容许舍入误差的金融计算。
string	System.String	是	字符数组，引用类型
object	System.Object	是	所有类型的基类，引用类型
dynamic(4.0新增)	System.Object	是	对于CLR，dynamic和object完全一致。但C#编译器允许使用简单的语法让dynamic变量参与动态调度。

CLR支持两种类型：引用类型和值类型。

类

使用class定义的类型一般叫做类，是引用类型。在运行时，如果声明了引用类型的变量，那变量的值就一直是 null，直到使用 new 运算符显式创建类实例，或直到为这个变量分配可能已在其他位置创建的兼容类型的对象。

类的声明

使用class关键字可以声明类。

class 关键字前面是访问修饰符，从低到高分别是：

private(私有的，只能在类的内部访问)
protected internal(当前项目中受保护的，只能在同一个程序集下类的内部和继承类中访问)
protected(受保护的，只能在内部和继承类中访问)
internal(内部的，只能在同一个程序集中访问)
public(公共的，访问不受限制)

类名称必须是有效的 C# 标识符名称。定义的其余部分是类的主体，其中定义了行为和数据。类上的字段、属性、方法和事件统称为类成员。

类的实例

使用new运算符来创建类的实例，类的实例一般称为对象。

创建对象时，new运算符所做的事情：

计算类型及其所有基类型(一直到System.Objec)中定义的所有实例字段需要的字节数。托管堆上每个对象都需要一些额外的成语，包括类型对象指针(type object pointer)和同步块索引(sync block index)。CLR利用这些成语管理对象。额外成语的字节数要计入对象大小。
从托管堆中分配类型要求的字节数，从而分配对象的内存，分配的所有字节都设为零。
初始化对象的类型对象指针和同步块索引成员。
调用类型的实例构造函数。每个类型的构造器都负责初始化该类型定义的实例字段。最终调用到System.Objec的构造函数。

new执行了所有这些操作之后，返回指向新建对象的一个引用（或指针）。

类的继承

在 C# 中仅允许单一继承。也就是说，一个类仅能从一个基类继承实现。但是，一个类可实现多个接口。

CLR要求所有类型最终都从System.Object类型派生。

结构

结构类型（“structure type”或“struct type”）是一种可封装数据和相关功能的值类型。由于结构是值类型，所以它的实例一般在线程栈上分配。对于托管堆上的类型，在分配内存和 CLR 自动内存管理功能（称为“垃圾回收”）回收内存时都会产生开销，而值类型的实例不受垃圾回收器的控制，因此值类型的使用缓解了托管堆的压力，并减少了应用程序生存期内的垃圾回收次数。

结构的初始化

使用struct 关键字声明结构。

在C#中，必须先初始化已声明的变量，然后才能使用该变量。由于结构类型变量不能为 null（除非它是可为空的值类型的变量），因此，必须实例化相应类型的实例。有多种方法可实现此目的。

通常，可使用 new 运算符调用适当的构造函数来实例化结构类型。每个结构类型都至少有一个构造函数。这是一个隐式无参数构造函数，用于生成类型的默认值。还可以使用默认值表达式来生成类型的默认值。

struct MyStruct
{
    public int x;
}

public static void Main()
{
    MyStruct m = new MyStruct();
    Console.WriteLine(m.x);
}

如果结构类型的所有实例字段都是可访问的，则还可以在不使用 new 运算符的情况下对其进行实例化。在这种情况下，在首次使用实例之前必须初始化所有实例字段。

struct MyStruct
{
    public int x;
}

public static void Main()
{
    MyStruct m;
    m.x = 1;
    Console.WriteLine(m.x);
}

结构的限制

设计结构类型是，具有与类类型相同的功能，但有以下例外：

不能声明无参构造杉树。每个结构类型都已经提供了一个隐式无参构造函数，该构造函数生成类型的默认值。
不能在声明实例字段或属性时对它们进行初始化。但是，可以在其声明中初始化静态或常量字段或静态属性。
结构类型的构造函数必须初始化该类型的所有实例字段。
结构类型不能从其他类或结构类型继承，也不能作为类的基础类型。但是，结构类型可以实现接口。
不能在结构类型中声明终结器。

接口

接口包含非抽象类或结构必须实现的一组相关功能的定义。接口可以定义 static 方法，此类方法必须具有实现。

使用 interface 关键字定义接口，接口名称必须是有效的 C# 标识符名称。按照约定，接口名称以大写字母 I 开头。

接口的成员有方法、属性、事件、索引器。默认情况下，接口成员是公共的。

interface IInterface
{
    static void StaticMethod()
    {
        Console.WriteLine("hello world!");
    }

    void Mehod();

    string Property { get; }

    event EventHandler<string> MyEvent;

    string this[int i] { get; }
}

属性

属性语法是字段的自然延伸。属性定义包含 get 和 set 访问器的声明，这两个访问器用于检索该属性的值以及对其赋值。

访问属性时，其行为类似于字段。但与字段不同的是，属性通过访问器实现；访问器用于定义访问属性或为属性赋值时执行的语句。

private int myProperty;
public int MyProperty
{
    get
    {
        return myProperty;
    }
    set
    {
        myProperty = value;
    }
}

// 自动属性
public int MyProperty { get; set; }

委托

委托是一个类，它定义了方法的类型，使得可以将方法当作另一个方法的参数来进行传递，这种将方法动态地赋给参数的做法，可以避免在程序中大量使用If-Else(Switch)语句，同时使得程序具有更好的可扩展性。

.NET Framework通过委托来提供回调函数机制。不同于其他平台的回调机制，委托的功能要多得多。

委托确保回调方法是类型安全的
委托允许顺序调用多个方法
委托支持调用静态方法和实例方法

使用类似于定义方法签名的语法来定义委托类型。只需向定义添加 delegate 关键字即可。

// 定义一个无返回值的委托类型，它的实例引用一个方法。
// 该方法获取一个string参数，返回void
// 实际上编译器会帮我们生成一个完整的类，编译器定义的类有4个方法：一个构造器、Invoke、BeginInvoke、EndInvoke。
public delegate void HelloDelegate(string name);

// 定义委托之后，可以创建该类型的实例。
// 每个委托对象实际都是一个包装器，其中包装了一个方法和调用该方法时要操作的对象。
HelloDelegate helloDelegate = new HelloDelegate(Console.WriteLine);

// 调用委托
// 实际上等同于 helloDelegate.Invoke("Zhangsan");
helloDelegate("Zhangsan");

// 为了方便C#开发人员，C#编译器自动为委托类型的实例重载了 += 和 -=操作符。
// 这些操作符分别调用 Delegate.Combine 和 Delegate.Remove。可以用这些操作符简化委托链的构造。
HelloDelegate writeDelegate = new HelloDelegate(Console.Write);
// 简写：helloDelegate += writeDelegate;
helloDelegate = (HelloDelegate)Delegate.Combine(helloDelegate, writeDelegate);
// 简写：helloDelegate -= writeDelegate;
helloDelegate = (HelloDelegate)Delegate.Remove(helloDelegate, writeDelegate);

事件

和委托类似，事件是后期绑定机制。实际上，事件是建立在对委托的语言支持之上的。

事件是对象用于（向系统中的所有相关组件）广播已发生事情的一种方式。任何其他组件都可以订阅事件，并在事件引发时得到通知。

使用event关键字声明事件。

public event EventHandler<FileListArgs> Progress;

使用委托调用语法调用事件处理程序。

Progress.Invoke(this, new FileListArgs(file));

订阅及取消事件

EventHandler<FileListArgs> onProgress = (sender, eventArgs) =>
    Console.WriteLine(eventArgs.FoundFile);

fileLister.Progress += onProgress;
fileLister.Progress -= onProgress;

表达式

表达式是由一个或多个操作数以及零个或多个运算符组成的序列，其计算结果为一个值、对象、方法或命名空间。

表达式可以包含文本值、方法调用、运算符及其操作数，或简单名称。简单名称可以是变量名、类型成员名、方法参数名、命名空间名或类型名。

表达式可以使用运算符（运算符又可使用其他表达式作为参数）或方法调用（方法调用的参数又可以是其他方法调用），因此表达式可以非常简单，也可以极其复杂。

运算符

在表达式中，运算符优先级和结合性决定了操作的执行顺序。可以使用括号更改由运算符优先级和结合性决定的计算顺序。

当运算符的优先级相同，运算符的结合性决定了运算的执行顺序：

左结合运算符按从左到右的顺序计算。除赋值运算符和 null 合并运算符外，所有二元运算符都是左结合运算符。例如，a + b - c 将计算为 (a + b) - c。
右结合运算符按从右到左的顺序计算。 赋值运算符、null 合并运算符和条件运算符?:是右结合运算符。例如，x = y = z 将计算为 x = (y = z)。

下表按最高优先级到最低优先级的顺序列出 C# 运算符（目前最新版本的所有运算符，不特指C#1.0版本中的运算符）。每行中运算符的优先级相同。

运算符	类别或名称
x.y、f(x)、a[i]、x?.y、x?[y]、x++、x--、x!、new、typeof、checked、unchecked、default、nameof、delegate、sizeof、stackalloc、x->y	基本
+x、-x、!x、~x、++x、--x、^x、(T)x、await、&x、*x、true 和 false	一元运算符
x..y	范围
switch	switch表达式
x * y、x / y、x % y	乘除
x + y、x – y	加减
x << y、x >> y	移位
x < y、x > y、x <= y、x >= y、is、as	关系和类型测试
x == y、x != y	相等
x & y	布尔逻辑 AND 或按位逻辑 AND
x ^ y	布尔逻辑 XOR 或按位逻辑 XOR
x \| y	布尔逻辑 OR 或按位逻辑 OR
x && y	条件“与”
x \|\| y	条件“或”
x ?? y	Null 合并运算符
c ? t : f	条件运算符
x = y、x += y、x -= y、x *= y、x /= y、x %= y、x &= y、x \|= y、x ^= y、x <<= y、x >>= y、x ??= y、=>	赋值和 lambda 声明

语句

程序执行的操作采用语句表达。常见操作包括声明变量、赋值、调用方法、循环访问集合，以及根据给定条件分支到一个或另一个代码块。语句在程序中的执行顺序称为“控制流”或“执行流”。根据程序对运行时所收到的输入的响应，在程序每次运行时控制流可能有所不同。

语句可以是以分号结尾的单行代码，也可以是语句块中的一系列单行语句。语句块括在括号 {} 中，并且可以包含嵌套块。

语句的类型

下表列出了 C# 中的各种语句类型及其关联的关键字和说明

类别	C#关键字/说明
声明语句	声明语句引入新的变量或常量。变量声明可以选择为变量赋值。在常量声明中必须赋值。
表达式语句	用于计算值的表达式语句必须在变量中存储该值。
选择语句	选择语句用于根据一个或多个指定条件分支到不同的代码段。例如：`if`、`else`、`switch`、`case`
迭代语句	迭代语句用于遍历集合，或重复执行同一组语句直到满足指定的条件。例如：`for`、`foreach`、`while`、`do-while`
跳转语句	跳转语句将控制转移给另一代码段。例如：`break`、`continue`、`return`、`goto`、`yield`
异常处理	异常处理语句用于从运行时发生的异常情况正常恢复。例如：`throw`、`try-catch-finally`
Checked 和 unchecked	用于指定将结果存储在变量中、但该变量过小而不能容纳结果值时，是否允许数值运算导致溢出。
await 语句	如果用 async 修饰符标记方法，则可以使用该方法中的 await 运算符。在控制到达异步方法的 await 表达式时，控制将返回到调用方，该方法中的进程将挂起，直到等待的任务完成为止。任务完成后，可以在方法中恢复执行。
yield return 语句	迭代器对集合执行自定义迭代，如列表或数组。迭代器使用 yield return 语句返回元素，每次返回一个。到达 yield return 语句时，会记住当前在代码中的位置。下次调用迭代器时，将从该位置重新开始执行。
fixed 语句	fixed 语句禁止垃圾回收器重定位可移动的变量。
lock 语句	lock 语句用于限制一次仅允许一个线程访问代码块。
带标签的语句	可以为语句指定一个标签，然后使用 goto 关键字跳转到该带标签的语句。
空语句	空语句只含一个分号。不执行任何操作，可以在需要语句但不需要执行任何操作的地方使用。

特性

Attribute

使用特性，可以有效地将元数据或声明性信息与代码（程序集、类型、方法、属性等）相关联。将特性与程序实体相关联后，可以在运行时使用反射这项技术查询特性。

特性具有以下属性：

特性向程序添加元数据。元数据是程序中定义的类型的相关信息。所有 .NET 程序集都包含一组指定的元数据，用于描述程序集中定义的类型和类型成员。可以添加自定义特性来指定所需的其他任何信息。
可以将一个或多个特性应用于整个程序集、模块或较小的程序元素（如类和属性）。
特性可以像方法和属性一样接受自变量。
程序可使用反射来检查自己的元数据或其他程序中的元数据。