# C# 빠른 참조

*타입, LINQ, async/await, 컬렉션, OOP 핵심*

> Source: Microsoft C# Documentation (learn.microsoft.com) · MIT

## 기본

### Hello World

```
Console.WriteLine("Hello, World!");  // top-level (C# 10+)
// Classic: class Program { static void Main() { ... } }
```

### 빌드 & 실행

```
dotnet new console -n MyApp   # create project
dotnet run                     # compile and run
dotnet build                   # compile only
```

### 변수 & 상수

```
int x = 42;
var name = "Alice";           // type inference
const double Pi = 3.14159;
readonly int maxRetries = 3;  // set once, in ctor
```

## 타입

### 값 타입

| Command | Description |
|---------|-------------|
| `int` | 32비트 부호 있는 정수 |
| `long` | 64비트 부호 있는 정수 |
| `float` | 32비트 부동소수점 (접미사 `f`) |
| `double` | 64비트 부동소수점 |
| `decimal` | 128비트 고정밀도 (접미사 `m`) |
| `bool` | `true` / `false` |
| `char` | 16비트 유니코드 문자 |

### 참조 타입

| Command | Description |
|---------|-------------|
| `string` | 불변 UTF-16 텍스트 |
| `object` | 모든 타입의 기반 타입 |
| `dynamic` | 컴파일 타임 타입 검사 우회 |
| `int[]` | 정수 배열 |
| `List<T>` | 제네릭 리스트 (System.Collections.Generic) |

### nullable & 튜플

```
int? age = null;               // nullable value type
string? name = null;           // nullable reference (C# 8+)
var point = (X: 1, Y: 2);     // named tuple
Console.WriteLine(point.X);
```

### 문자열 기능

```
string name = "World";
string msg = $"Hello, {name}!";       // interpolation
string path = @"C:\Users\file.txt";   // verbatim
string raw = """raw "string" here""";  // raw (C# 11+)
```

## 제어 흐름

### If / Else

```
if (x > 0) Console.WriteLine("positive");
else if (x == 0) Console.WriteLine("zero");
else Console.WriteLine("negative");
```

### Switch & 패턴 매칭

```
string label = x switch {
    > 0 => "positive", 0 => "zero", _ => "negative"
};
if (obj is string s && s.Length > 0) { }  // pattern match
```

### 반복문

```
for (int i = 0; i < 10; i++) { }
foreach (var item in collection) { }
while (condition) { }
do { } while (condition);
```

## 클래스

### 클래스 정의

```
public class Person {
    public string Name { get; set; }
    public int Age { get; init; }       // init-only (C# 9+)
    public Person(string name, int age) { Name = name; Age = age; }
}
```

### 레코드 (C# 9+)

```
public record Point(double X, double Y);
var p1 = new Point(1, 2);
var p2 = p1 with { X = 3 };  // non-destructive copy
// auto: Equals, GetHashCode, ToString, deconstruct
```

### 상속

```
public abstract class Shape { public abstract double Area(); }
public class Circle(double r) : Shape {
    public override double Area() => Math.PI * r * r;
}
```

### 접근 제한자

| Command | Description |
|---------|-------------|
| `public` | 어디서든 접근 가능 |
| `private` | 동일 클래스만 (멤버 기본값) |
| `protected` | 동일 클래스 및 파생 클래스 |
| `internal` | 동일 어셈블리만 (클래스 기본값) |
| `protected internal` | 동일 어셈블리 또는 파생 클래스 |

## 인터페이스

### 인터페이스 정의

```
public interface IShape {
    double Area();
    double Perimeter() => 0;  // default impl (C# 8+)
}
public class Rect(double w, double h) : IShape { public double Area() => w * h; }
```

### 주요 인터페이스

| Command | Description |
|---------|-------------|
| `IEnumerable<T>` | 순회 지원 (foreach, LINQ) |
| `IDisposable` | 결정론적 정리 (`using` 구문) |
| `IComparable<T>` | 정렬을 위한 자연 순서 |
| `IEquatable<T>` | 값 동등성 비교 |
| `ICloneable` | 객체 복제 |

## LINQ

### 메서드 문법

```
var result = numbers
    .Where(n => n > 3)
    .OrderBy(n => n)
    .Select(n => n * 2)
    .ToList();
```

### 쿼리 문법

```
var result = from n in numbers
             where n > 3
             orderby n
             select n * 2;
```

### 주요 LINQ 메서드

| Command | Description |
|---------|-------------|
| `.Where(pred)` | 요소 필터링 |
| `.Select(func)` | 요소 투영 / 변환 |
| `.OrderBy(key)` | 오름차순 정렬 |
| `.GroupBy(key)` | 키로 요소 그룹화 |
| `.First() / .FirstOrDefault()` | 첫 번째 요소 (또는 기본값) |
| `.Any(pred)` | 매칭 요소가 있으면 `true` |
| `.Count()` | 요소 수 |
| `.Sum() / .Average()` | 수치 집계 |
| `.Distinct()` | 중복 제거 |
| `.SelectMany(func)` | 중첩 컬렉션 평탄화 |

## Async/Await

### 비동기 메서드

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

### Task 조합

```
var results = await Task.WhenAll(task1, task2, task3);
var first = await Task.WhenAny(task1, task2);
```

### 비동기 패턴

| Command | Description |
|---------|-------------|
| `Task` | 비동기 void 반환 (결과 없음) |
| `Task<T>` | T 타입 결과를 반환하는 비동기 |
| `ValueTask<T>` | 동기-빠른 경로를 위한 경량 태스크 |
| `await foreach` | `IAsyncEnumerable<T>` 비동기 순회 |
| `CancellationToken` | 비동기 작업의 협력적 취소 |

## 컬렉션

### 주요 컬렉션

| Command | Description |
|---------|-------------|
| `List<T>` | 동적 배열, 빠른 인덱스 접근 |
| `Dictionary<K,V>` | 해시 맵, O(1) 키 조회 |
| `HashSet<T>` | 고유 요소, O(1) 조회 |
| `Queue<T>` | FIFO 컬렉션 |
| `Stack<T>` | LIFO 컬렉션 |
| `LinkedList<T>` | 이중 연결 리스트 |
| `SortedDictionary<K,V>` | 키로 정렬 (트리 기반) |

### Dictionary 사용

```
var dict = new Dictionary<string, int> {
    ["Alice"] = 90, ["Bob"] = 85
};
dict.TryGetValue("Alice", out int score);
foreach (var (key, val) in dict) { }
```

### 불변 컬렉션

```
using System.Collections.Immutable;
var list = ImmutableList.Create(1, 2, 3);
var newList = list.Add(4);  // returns new list
```

## 프로퍼티

### 프로퍼티 문법

```
public string Name { get; set; }
public int Age { get; private set; }
public string Email { get; init; }        // init-only
public string Display => $"{Name} ({Age})"; // computed
```

### 인덱서

```
public double this[int row, int col] {
    get => data[row, col];
    set => data[row, col] = value;
}
```

### 프로퍼티 패턴

| Command | Description |
|---------|-------------|
| `{ get; set; }` | 읽기-쓰기 자동 프로퍼티 |
| `{ get; }` | 읽기 전용 (생성자에서만 설정) |
| `{ get; init; }` | 초기화 후 읽기 전용 (C# 9+) |
| `{ get; private set; }` | 공개 읽기, 비공개 쓰기 |
| `=> expression` | 식 본문 (계산) 프로퍼티 |

## 예외

### Try / Catch / Finally

```
try { int result = int.Parse(input); }
catch (FormatException ex) { Console.Error.WriteLine(ex.Message); }
catch (Exception ex) when (ex is not OutOfMemoryException) { }
finally { /* always executes */ }
```

### Using 구문

```
using var file = File.OpenRead("data.txt");
// file.Dispose() called automatically at scope end
// equivalent to try/finally with Dispose()
```

### 주요 예외

| Command | Description |
|---------|-------------|
| `ArgumentNullException` | null 인수가 메서드에 전달됨 |
| `ArgumentOutOfRangeException` | 유효 범위 밖의 인수 |
| `InvalidOperationException` | 현재 상태에서 유효하지 않은 작업 |
| `NullReferenceException` | null 객체 역참조 |
| `KeyNotFoundException` | 딕셔너리에서 키를 찾을 수 없음 |
| `NotImplementedException` | 아직 구현되지 않은 메서드 |

### 커스텀 예외

```
public class AppException : Exception {
    public int Code { get; }
    public AppException(string msg, int code)
        : base(msg) { Code = code; }
}
```