# C# 快速参考

*类型、LINQ、async/await、集合、OOP 要点*

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

## 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

| Command | Description |
|---------|-------------|
| `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

| Command | Description |
|---------|-------------|
| `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

| Command | Description |
|---------|-------------|
| `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

| Command | Description |
|---------|-------------|
| `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

| Command | Description |
|---------|-------------|
| `.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<string> 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

| Command | Description |
|---------|-------------|
| `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<T>` |
| `CancellationToken` | 异步操作的协作取消 |

## 集合

### 常用集合

| Command | Description |
|---------|-------------|
| `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<string, int> {
    ["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

| Command | Description |
|---------|-------------|
| `{ 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

| Command | Description |
|---------|-------------|
| `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; }
}
```