第2章 初识C#程序结构
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视频讲解：1小时13分钟）
要学习C#编程，必然要熟悉C#程序的结构，而为了能够养成一个良好的编码习惯，在学习C#之初，熟悉常用的C#程序编写规范也是非常重要的。本章将详细介绍如何编写一个C#程序，以及C#程序的基本结构；另外，还对C#程序的常用编写规范进行介绍。
通过学习本章，读者主要掌握以下内容：
使用Visual Studio 2017开发C#程序的流程
一个C#程序的基本结构
C#程序的代码编写规则
C#程序的命名规范
2.1 编写第一个C#程序
视频讲解
在大多数编程语言中，编写的第一个程序通常都是输出“Hello World”，这里将使用Visual Studio 2017和C#语言来编写这个程序。首先看一下使用Visual Studio 2017开发C#程序的基本步骤，如图2.1所示。
图2.1 使用Visual Studio 2017开发C#程序的基本步骤
通过图2.1中的3个步骤，开发人员即可很方便地创建并运行一个C#程序，例如，使用Visual Studio 2017在控制台中创建“Hello World”程序并运行，具体开发步骤如下。
（1）在系统的开始菜单中找到“所有程序”→Visual Studio 2017，单击打开Visual Studio 2017开发环境。
说明
如果是Windows 10操作系统，则在开始菜单列表中找到Visual Studio 2017，单击即可打开Visual Studio 2017开发环境。
（2）选择Visual Studio 2017工具栏中的“文件”→“新建”→“项目”命令，打开“新建项目”对话框，如图2.2所示。
图2.2 “新建项目”对话框
说明
图2.2中的项目保存路径可以设置为计算机上的任意路径。
（3）按照图2.2中的步骤创建一个控制台应用程序。
（4）控制台应用程序创建完成后，会自动打开Program.cs文件，在该文件的Main方法中输入如下代码：
单击Visual Studio 2017开发环境工具栏中的
图标按钮，运行该程序，效果如图2.3所示。
图2.3 输出“Hello World”
上面的代码中，使用C#输出了开发人员进入“编程世界”后遇到的一个最经典语句“Hello World”，下面通过一个符合中国人习惯的实例看一下如何在C#中输出中文内容。
【例2.01】使用数组保存数据创建一个控制台应用程序，使用Console.WriteLine方法输出小米董事长雷军的经典语录“人因梦想而伟大”，完整代码如下：（实例位置：资源包\源码\02\2.01）
程序运行效果如图2.4所示。
图2.4 输出中文字符串
2.2 C#程序结构预览
视频讲解
上面讲解了如何创建第一个C#程序，其完整代码效果如图2.5所示。
图2.5 Hello World程序完整代码效果
从图2.5中可以看出，一个C#程序总体可以分为命名空间、类、关键字、标识符、Main方法、语句和注释等。本节将分别对C#程序的各个组成部分进行讲解。
2.2.1 命名空间
在Visual Studio开发环境中创建项目时，会自动生成一个与项目名称相同的命名空间，例如，2.1节中创建“Hello_World”项目时，会自动生成一个名称为“Hello_World”的命名空间，如图2.6所示。
图2.6 自动生成的命名空间
命名空间在C#中起到组成程序的作用，在C#中定义命名空间时，需要使用namespace关键字，其语法如下：
说明
开发人员一般不用自定义命名空间，因为在创建项目或者创建类文件时，Visual Studio开发环境会自动生成一个命名空间。
命名空间既用作程序的“内部”组织系统，也用作向“外部”公开的组织系统（即一种向其他程序公开自己拥有的程序元素的方法）。如果要调用某个命名空间中的类或者方法，首先需要使用using指令引入命名空间，这样，就可以直接使用该命名空间中所包含的成员（包括类及类中的属性、方法等）。
using指令的基本形式为：
例如，下面代码定义了一个Demo命名空间：
定义完命名空间后，如果要使用命名空间中所包含的类，需要使用using引用命名空间，例如，下面代码使用using引用Demo命名空间：
常见错误
如果在使用指定命名空间中的类时，没有使用using引用命名空间，如下面的代码：
则会出现如图2.7所示的错误提示信息。
要改正以上代码，可以直接在命名空间区域使用using引用Demo命名空间，代码如下：
图2.7 没有引用命名空间而使用其中的类时出现的错误
多学两招
在使用命名空间中的类时，如果不想用using指令引用命名空间，可以在代码中使用命名空间调用其中的类，例如，下面代码直接使用Demo命名空间调用其中的Operation类：
2.2.2 类
C#程序的主要功能代码都是在类中实现的，类是一种数据结构，它可以封装数据成员、方法成员和其他的类。因此，类是C#语言的核心和基本构成模块。C#支持自定义类，使用C#编程就是编写自己的类来描述实际需要解决的问题。
说明
如果把命名空间比作一个医院，类就相当于该医院的各个科室，如内科、骨科、泌尿科、眼科等，在各科室中都有自己的工作方法，相当于在类中定义的变量、方法等。
使用类之前都必须首先进行声明，一个类一旦被声明，就可以当作一种新的类型来使用，在C#中通过使用class关键字来声明类，声明语法如下：
说明
声明类时，还可以指定类的修饰符和其要继承的基类或者接口等信息，这里只要知道如何声明一个最基本的类即可，关于类的详细内容，会在第7章中进行专题讲解。
在上面的语法中，在命名类的名称时，最好能够体现类的含义或者用途，而且类名一般采用第一个字母大写的名词，也可以采用多个词构成的组合词。
例如，声明一个汽车类，命名为Car，该类没有任何意义，只演示如何声明一个类，代码如下：
2.2.3 关键字与标识符
1. 关键字
关键字是C#语言中已经被赋予特定意义的一些单词，开发程序时，不可以把这些关键字作为命名空间、类、方法或者属性等来使用。大家在Hello World程序中看到的using，namespace，class，static和void等都是关键字，C#语言中的常用关键字如表2.1所示。
表2.1 C#常用关键字
常见错误
如果在开发程序时，使用C#中的关键字作为命名空间、类、方法或者属性等的名称，如下面代码使用C#关键字void作为类的名称：
则会出现如图2.8所示的错误提示信息。
图2.8 使用C#关键字作为类名时的错误信息
2. 标识符
标识符可以简单地理解为一个名字，比如每个人都有自己的名字，它主要用来标识类名、变量名、方法名、属性名、数组名等各种成员。
C#语言标识符命名规则如下：
（1）由任意顺序的字母、下画线（_）和数字组成。
（2）第一个字符不能是数字。
（3）不能是C#中的保留关键字。
下面是合法的标识符：
下面是非法标识符：
注意
C#中标识符中不能包含#、%或者$等特殊字符。
在C#语言中，标识符中的字母是严格区分大小写的，两个同样的单词，如果大小写格式不一样，所代表的意义是完全不同的。例如，下面3个变量是完全独立、毫无关系的，就像3个长得比较像的人，彼此之间都是独立的个体。
说明
在C#语言中允许使用汉字作为标识符，如“class运算类”，在程序运行时并不会出现错误，但建议读者尽量不要使用汉字作为标识符。
2.2.4 Main方法
在Visual Studio开发环境中创建控制台应用程序后，会自动生成一个Program.cs文件，该文件有一个默认的Main方法，代码如下：
每一个C#程序中都必须包含一个Main方法，它是类体中的主方法，也叫入口方法，可以说是激活整个程序的开关。Main方法从“{”开始，至“}”结束。static和void分别是Main方法的静态修饰符和返回值修饰符，C#程序中的Main方法必须声明为static，并且区分大小写。
常见错误
如果将Main方法前面的static关键字删除，则程序会在运行时出现如图2.9所示的错误提示信息。
图2.9 删除static关键字时Main方法出现的错误
Main方法一般都是创建项目时自动生成的，不用开发人员手动编写或者修改，如果需要修改，则需要注意以下3个方面：
◆ Main方法在类或结构内声明，它必须是静态（static）的，而且不应该是公用（public）的。
◆ Main的返回类型有两种：void或int。
◆ Main方法可以包含命令行参数string [ ] args，也可以不包括。
根据以上3个注意事项，可以总结出，Main方法可以有以下4种声明方式：
技巧
通常Main方法中不写具体逻辑代码，只做类实例化和方法调用。好比手机来电话了，只需要按“接通”键就可以通话，而不需要考虑手机通过怎样的信号转换将电磁信号转化成声音。这样的代码简洁明了，容易维护。养成良好的编码习惯，可以让程序员的工作事半功倍。
2.2.5 C#语句
语句是构造所有C#程序的基本单位，使用C#语句可以声明变量、常量、调用方法、创建对象或执行任何逻辑操作，C#语句以分号终止。
例如，在Hello World程序中输出“Hello World”字符串和定位控制台的代码就是C#语句：
上面的代码是两条最基本的C#语句，用来在控制台窗口中输出和读取内容，它们都用到了Console类。Console类表示控制台应用程序的标准输入流、输出流和错误流，该类中包含很多方法，但与输入输出相关的主要有4个方法，如表2.2所示。
表2.2 Console类中与输入输出相关的方法
其中，Console.Read方法和Console.ReadLine方法用来从控制台读入，它们的使用区别如下：
- ◆ Console.Read方法：返回值为int类型，只能记录int类型的数据。
- ◆ Console.ReadLine方法：返回值为string类型，可以将控制台中输入的任何类型数据存储为字符串类型数据。
技巧
在开发控制台应用程序时，经常使用Console.Read方法或者Console.ReadLine方法定位控制台窗体。
Console.Write方法和Console.WriteLine方法用来向控制台输出，它们的使用区别如下：
Console.Write方法—输出后不换行
例如，使用Console.Write方法输出“Hello World”字符串，代码如下，效果如图2.10所示。
图2.10 使用Console.Write方法输出“Hello World”字符串
Console.WriteLine方法—输出后换行
例如，使用Console.WriteLine方法输出“Hello World”字符串，代码如下，效果如图2.11所示。
图2.11 使用Console.WriteLine方法输出“Hello World”字符串
注意
C#代码中所有的字母、数字、括号，以及标点符号均为英文输入法状态下的半角符号，而不能是中文输入法或者英文输入法状态下的全角符号。例如，图2.12为中文输入法的分号引起的错误提示。
图2.12 中文输入法的分号引起的错误提示
2.2.6 注释
注释是在编译程序时不执行的代码或文字，其主要功能是对某行或某段代码进行说明，方便代码的理解与维护，或者在调试程序时，将某行或某段代码设置为无效代码。常用的注释主要有行注释和块注释两种，下面分别进行简单介绍。
说明
注释就像是超市中各商品下面的价格标签，对商品的名称、价格、产地等信息进行说明；而程序中，注释的最基本作用就是描述代码的作用，告诉别人你的代码要实现什么功能。
1. 行注释
行注释都以“//”开头，后面跟注释的内容。例如，在Hello World程序中使用行注释，解释每一行代码的作用，代码如下：
注意
注释可以出现在代码的任意位置，但是不能分隔关键字和标识符。例如，下面的代码注释是错误的。
2. 块注释
如果注释的行数较少，一般使用行注释。对于连续多行的大段注释，则使用块注释，块注释通常以“/*”开始，以“*/”结束，注释的内容放在它们之间。
例如，在Hello World程序中使用块注释将输出Hello World字符串和定位控制台窗体的C#语句注释为无效代码，代码如下：
技巧
块注释通常用来为类文件、类或者方法等添加版权、功能等信息，例如，下面代码使用块注释为Program.cs类添加版权、功能及修改日志等信息。
2.2.7 一个完整的C#程序
通过以上内容的讲解，我们熟悉了C#程序的基本组成，下面通过一个实例讲解如何编写一个完整的C#程序。
【例2.02】 使用Visual Studio 2017开发环境创建一个控制台应用程序，然后使用Console.WriteLine方法在控制台中模拟输出“编程词典（珍藏版）”软件的启动页。代码如下：（实例位置：资源包\源码\02\2.02）
完成以上操作后，单击Visual Studio 2017开发环境工具栏中的
图标按钮，即可运行该程序，程序运行结果如图2.13所示。
图2.13 输出软件启动页
2.3 程序编写规范
视频讲解
下面给出两段实现同样功能的代码，如图2.14所示。
图2.14 两段相同的C#代码
大家在学习时，愿意看图2.14中的左侧代码还是右侧代码？答案应该是肯定的，大家肯定都喜欢阅读图2.14中的右侧代码，因为它看上去更加规整，这是一种最基本的代码编写规范。本节将对C#代码的编写规则以及命名规范进行介绍。遵循一定的代码编写规则和命名规范可以使代码更加规范化，对代码的理解与维护起到至关重要的作用。
2.3.1 代码编写规则
代码编写规则通常对应用程序的功能没有影响，但它们对于改善对源代码的理解是有帮助的。养成良好的习惯对于软件的开发和维护都是很有益的，下面列举一些常用的代码编写规则。
编写C#程序时，统一代码缩进的样式，例如统一缩进两个字符或者4个字符位置。
每编写一行C#代码，都应该换行编写下一行代码。
在编写C#代码时，应该合理使用空格，以便使代码结构更加清晰。
尽量使用接口，然后使用类实现接口，以提高程序的灵活性。
关键的语句（包括声明关键的变量）必须要写注释。
建议局部变量在最接近使用它的地方声明。
不要使用goto系列语句，除非是用在跳出深层循环时。
避免编写超过5个参数的方法，如果要传递多个参数，则使用结构。
避免书写代码量过大的try-catch语句块。
避免在同一个文件中编写多个类。
生成和构建一个长的字符串时，一定要使用StringBuilder类型，而不用string类型。
对于if语句，应该使用一对“{ }”把语句块包含起来。
switch语句一定要由default语句来处理意外情况。
2.3.2 命名规范
命名规范在编写代码中起到很重要的作用，虽然不遵循命名规范，程序也可以运行，但是使用命名规范可以更加直观地了解代码所代表的含义。本节将介绍C#中常用的一些命名规范。
1. 两种命名方法
在C#中，最常用的有两种命名方法，分别是Pascal命名法和Camel命名法，下面分别介绍。
用Pascal命名法来命名方法和类型。Pascal命名法规定第一个字母必须大写，并且后面连接词的第一个字母均为大写。
说明
Pascal是以纪念法国数学家Blaise Pascal而命名的一种编程语言，C#中的Pascal命名法就是根据该语言的特点总结出来的一种命名方法。
例如，定义一个公共类，并在此类中创建一个公共方法，代码如下：
用Camel命名法来命名局部变量和方法的参数。Camel命名法规定指名称中第一个单词的第一个字母小写。
说明
Camel命名法又称驼峰式命名法，它是由骆驼的体型特征推理出来的一种命名方法。
例如，声明一个字符串变量和创建一个公共方法，代码如下：
2. 程序中的命名规范
开发项目时，不可避免地会遇到各个程序元素的命名问题，例如项目的命名、类的命名、方法的命名等，如图2.15中声明了一个User类，图2.16中声明了一个aaa类。
图2.15 声明User类
图2.16 声明aaa类
查看图2.15和图2.16，从类的命名上，可以很容易看出，图2.15中的User类应该是与用户相关的一个类，但是图2.16中声明的aaa类，即使再有想象力的人，恐怕也想象不出这个类到底是做什么用的吧？从这两个例子可以看出，在对程序元素命名时，如果遵循一定的规范，将使代码更加具有可读性，下面介绍一下常用程序元素的基本命名规范。
命名项目名称时，可以使用公司域名+产品名称，或者直接使用产品名称。
例如，利用公司名和产品名定义命名空间，在命名项目时，可以将项目命名为“mingrisoft.ERP”或者“ERP”，其中，mingrisoft是公司的域名，ERP是产品名称。
用有意义的名字定义命名空间，如公司名、产品名。
例如，利用公司名和产品名定义命名空间，代码如下：
接口的名称加前缀“I”。
例如，创建一个公共接口Iconvertible，代码如下：
类的命名最好能够体现出类的功能或操作。
例如，创建一个名称为Operation的类，用来作为运算类，代码如下：
方法的命名：一般将其命名为动宾短语，表明该方法的主要作用。
例如，在公共类File中创建CreateFile方法和GetPath方法，代码如下：
定义成员变量时，最好加前缀“_”。
例如，在公共类DataBase中声明一个私有成员变量_connectionString，代码如下：
2.4 小结
本章主要介绍了C#程序的结构、代码编写规范和命名规范。在C#程序的结构中，读者需要重点掌握命名空间、类，以及C#语句，其中，命名空间在C#程序中占有重要的地位，通过引入命名空间，可以将命名空间下的类引入当前项目中；类是C#语言的核心和基本构成模块，开发人员可以通过编写各种类来描述实际开发需要解决的问题；语句是构造所有C#程序的基本单位，程序中的任何逻辑操作都需要通过C#语句实现。另外，在编写程序代码时，读者要养成一种良好的编写习惯，本章列出一些常用的代码编写规则和命名规范，希望能对读者有所帮助。
2.5 实战
2.5.1 实战一：模拟手机充值业务
在控制台应用程序中模拟以下场景。
计算机输出：欢迎使用XXX充值业务，请输入充值金额：
用户输入：100
计算机输出：充值成功，您本次充值100元。（实例位置：资源包\源码\02\实战\01）
2.5.2 实战二：绘制情人节快乐图案
使用C#在控制台中输出一个情人节快乐图案，程序运行结果如图2.17所示。
（实例位置：资源包\源码\02\实战\02）
图2.17 在控制台中输出情人节快乐图案