基础

Hello World

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

构建与运行

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

变量与常量

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

类型

值类型

int	32 位有符号整数
long	64 位有符号整数
float	32 位浮点（后缀 `f`）
double	64 位浮点
decimal	128 位高精度（后缀 `m`）
bool	`true` / `false`
char	16 位 Unicode 字符

引用类型

string	不可变 UTF-16 文本
object	所有类型的基类
dynamic	跳过编译期类型检查
int[]	整数数组
List<T>	泛型列表（System.Collections.Generic）

可空类型与元组

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);

字符串特性

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

控制流

If / Else

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

Switch 与模式匹配

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

循环

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

类

类定义

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; }
}

Records（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

继承

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

访问修饰符

public	任意位置可访问
private	仅同一类（成员默认）
protected	同一类及派生类
internal	同一程序集（类默认）
protected internal	同一程序集或派生类

接口

接口定义

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; }

常用接口

IEnumerable<T>	支持迭代（foreach、LINQ）
IDisposable	确定性清理（`using` 语句）
IComparable<T>	排序的自然顺序
IEquatable<T>	值相等比较
ICloneable	对象克隆

LINQ

方法语法

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

查询语法

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

常用 LINQ 方法

.Where(pred)	过滤元素
.Select(func)	投影 / 转换元素
.OrderBy(key)	升序排序
.GroupBy(key)	按键分组
.First() / .FirstOrDefault()	第一个元素（或默认值）
.Any(pred)	任意元素匹配则为 `true`
.Count()	元素数量
.Sum() / .Average()	数值聚合
.Distinct()	去重
.SelectMany(func)	展开嵌套集合

Async/Await

异步方法

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

Task 组合

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

异步模式

Task	异步无返回值
Task<T>	异步返回 T 类型结果
ValueTask<T>	同步快速路径的轻量 Task
await foreach	异步迭代 `IAsyncEnumerable`
CancellationToken	异步操作的协作取消

集合

常用集合

List<T>	动态数组，索引访问快
Dictionary<K,V>	哈希表，O(1) 按键查找
HashSet<T>	唯一元素，O(1) 查找
Queue<T>	FIFO 队列
Stack<T>	LIFO 栈
LinkedList<T>	双向链表
SortedDictionary<K,V>	按键排序（树结构）

Dictionary 用法

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

不可变集合

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

属性

属性语法

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

索引器

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

属性模式

{ get; set; }	读写自动属性
{ get; }	只读（仅构造函数可设置）
{ get; init; }	初始化后只读（C# 9+）
{ get; private set; }	公开可读，私有可写
=> expression	表达式体（计算属性）

异常

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 语句

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

常见异常

ArgumentNullException	传入了 null 参数
ArgumentOutOfRangeException	参数超出有效范围
InvalidOperationException	当前状态下操作无效
NullReferenceException	解引用了 null 对象
KeyNotFoundException	字典中未找到键
NotImplementedException	方法尚未实现

自定义异常

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

C# 快速参考