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C# - 語言結構

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認識 C# 架構​

Basic Structure​

using System;

class Hello
{
static void Main()
  {
    Console.WriteLine("Hello, World");
  }
}

這是最基礎的 C# 程式碼架構，也是微軟 C# 官方教學的第一個範例，這個範例中有幾個重要的元素：

  • using System;：這是引用命名空間的語法，System 是 C# 的核心命名空間，這個命名空間中包含了很多基本的類別，例如 Console 類別。本來的 code 可以寫成 System.Console.Writeline，但是因為引用了 System 命名空間，所以可以直接寫成 Console.Writeline。
  • class Hello：這是一個類別的宣告，類別是 C# 的基本結構，所有的程式都是寫在類別中的。類別用於封裝方法、屬性和其他類別。
  • static void Main()：Main 方法是 C# 程式的進入點，C# 的執行流程會從這個方法開始執行，所以一個 C# 專案中至少需要有一個 Main 方法作為程式的起始點。
tip

現在用 VS 建 C# 專案，你會發現在最一開始的 Program.cs，也就是 VS 預設幫忙建有 Main 方法的檔案，它頂層不會有有 using system，但當我們自己在這個專案下又建立其它新的 cs file 來撰寫不同邏輯時，VS 卻又自己幫我們引進許多 namespace，這是因為 VS 幫我們初始化專案時會有一行這樣的設定：<ImplicitUsings>enable</ImplicitUsings>。這個設定會讓系統自動在我們的 Program.cs (專案的入口) 隱式做 using... 的動作，但其它 cs 檔案就沒享受到這個福利了。

warning

好像是 .NET 6.0 提供了一種叫最上層陳述式的語法，可以不用寫 class 這個關鍵字，直接寫方法，算是省去了一些程式碼吧，但大家都推薦還是要先學基礎的傳統語法。
順道一提，為 Unity 學 C# 的夥伴，Unity 自己產生的 cs file 是屬於傳統式寫法。

using System;

Console.WriteLine("Hello, World");

Full Structure​

但通常一個方案下都會有 N 個專案，每個專案又都有 N 個 cs 檔案各司其職，比如一個遊戲方案下可能有一個專案負責卡牌遊戲的邏輯、一個負責跑酷遊戲的邏輯，這兩個專案下在由複數隻負責不同功能的 cs 檔案組成一個完整的遊戲功能。
有一個重點是，通常一個專案就會視為一個 namespace，也都會有獨立一個含有 Main 方法的 Program.cs。

現在假設有一個方案為 cs_practice，裡面有兩個專案，分別是 test 跟 test2，裡面又有複數個 cs 檔案，下面透過範例介紹怎麼在同一個專案中引用其它 cs 檔案的方法以及怎麼在其他專案中引用另一專案的方法。

方案架構
--- cs_practice
    ---- test
        ---- Program.cs
        ---- Calculator.cs
        ---- Greeting.cs
    ---- test2
        ---- Program.cs
        ---- HiFriend.cs
  • test 專案
Program.cs
using test2;

namespace test
{
    internal class Program
    {
        static void Main()
        {
            Calculator calculator = new();
            Greeting greeting = new();
            HiFriend hiFriend = new();

            Console.WriteLine(calculator.Add(1, 2));
            greeting.SayHello();
            hiFriend.SayHi();
        }
    }
}
Calculator.cs
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace test
{
    internal class Calculator
    {
        public int Add(int a, int b)
        {
            return a + b;
        }
    }
}
Greeting.cs
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace test
{
    internal class Greeting
    {
        public void SayHello()
        {
            Console.WriteLine("Hello, World!");
        }
    }
}
  • test2 專案
Program.cs
namespace test2
{
    internal class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("Hello, World!");
        }
    }
}
HiFriend.cs
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace test2
{
    public class HiFriend
    {
        public void SayHi()
        {
            Console.WriteLine("Hi, Friend!");
        }
    }
}

現在來專注看回 test 專案的 Program.cs：

Program.cs
using test2;

namespace test
{
    internal class Program
    {
        static void Main()
        {
            Calculator calculator = new();
            Greeting greeting = new();
            HiFriend hiFriend = new();

            Console.WriteLine(calculator.Add(1, 2));
            greeting.SayHello();
            hiFriend.SayHi();
        }
    }
}

已知 Calculator 跟 Greeting 都同樣是 test 專案下的其他 cs 檔案中的 class，在 Program.cs 中可以直接使用 Calculator calculator = new(); 來在 Main 方法中實例化 Calculator 這個 class。
而 HiFriend 是 test2 專案下的 class，所以要先引用 using test2;，才能在 Main 方法中實例化 HiFriend 這個 class。

有一個重點是，不是說直接 using test2 就能將 test2 專案的東西引入 test 專案中。首先必須在 VS 中在 test 專案上按右鍵，選擇加入，然後選擇專案參考，這時打開 test.cs.prog 會看到多一行 <ProjectReference Include="..\test2\test2.csproj" />，這樣才能在 test 專案中寫 using test2; ，然後使用 test2 專案的東西。

test.csproj
<Project Sdk="Microsoft.NET.Sdk">

  <PropertyGroup>
    <OutputType>Exe</OutputType>
    <TargetFramework>net8.0</TargetFramework>
    <ImplicitUsings>enable</ImplicitUsings>
    <Nullable>enable</Nullable>
  </PropertyGroup>

  <ItemGroup>
    <ProjectReference Include="..\test2\test2.csproj" />
  </ItemGroup>

</Project>

判別式​

if-else​

最基本的判別式，如果條件為 true 則執行 if 的 code，否則執行 else 的 code：

int a = 1;
int b = 2;
if (a > b)
{
    Console.WriteLine("a > b");
}
else
{
    Console.WriteLine("a <= b");
}

switch-case​

switch 會根據變數的值來執行對應的 case，如果沒有符合的 case 則會執行 default：

int day = 4;
switch (day)
{
    case 1:
        Console.WriteLine("Monday");
        break;
    case 2:
        Console.WriteLine("Tuesday");
        break;
    case 3:
        Console.WriteLine("Wednesday");
        break;
    case 4:
        Console.WriteLine("Thursday");
        break;
    case 5:
        Console.WriteLine("Friday");
        break;
    case 6:
        Console.WriteLine("Saturday");
        break;
    case 7:
        Console.WriteLine("Sunday");
        break;
    default:
        Console.WriteLine("Invalid day");
        break;
}

迴圈​

while​

while 會在條件為 true 時一直執行直到條件為 false：

int i = 0;
while (i < 5)
{
  Console.WriteLine(i);
  i++;
}

do-while​

do-while 會先執行一次 code，再檢查條件是否為 true：

int i = 0;
do
{
  Console.WriteLine(i);
  i++;
} while (i < 5);

for​

for (int i = 0; i < 5; i++)
{
  Console.WriteLine(i);
}

foreach​

foreach 用來遍歷集合的元素：

var numbers = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5 };
foreach (int number in numbers)
{
  Console.WriteLine(number);
}
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