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1、 人工智能程序设计语言人工智能程序设计语言简介简介第4章C语言基础 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望本章要点熟悉C#中简单的数据类型和操作符熟悉C#中三种控制语句了解C#与其他语言的关系了解异常处理的方法了解C#面向对象的几个高级特性教学内容C#语言基础 C#语言的数据类型C#语言的运算符C#语言的控制语句C#语言与其他语言的关系 了解C#面向对象的几个高级特性4.1 C#C#简介简介 C#是Microsoft为.NET平台量身定做的新的程序语言，可
2、以用来构建在.NET Framework上运行的各种安全、可靠的应用程序。C#语言自C/C+演变而来，是一种简洁、类型安全的面向面向对象对象的编程语言。它简化了C+在类、名字空间、方法重载和异常处理等领域，并借鉴了Java语言的许多优点。C#的新功能包括严格的类型安全、版本控制、垃圾收集等，所有这些功能都瞄准了开发面向组件的软件。.NET框架FCL多种.NET编程语言的统一类库只要学习一套统一的类库而不是大量不同的API7000多种类型依靠命名空间（Namespace）将多个提供相似功能的类组织在相关的单元中，以分层的命名空间结构来组织4.2 数据类型C#的数据类型主要有两类：值类型（valu
3、e type）和引用类型（reference type）。值类型包括简单类型（整型、浮点型和布尔型等）、枚举类型和结构类型。引用类型包括类类型、接口类型、代表类型、字符串类型和数组类型等。值类型:变量存储数据本身 引用类型:变量不存储实际数据，而是存储对实际数据的引用。值类型变量：堆栈（stack）编译器自动分配、自动清除引用类型变量：值存储在托管堆（managedheap）中，地址存储在堆栈中由程序员自行申请分配和释放4.2.1值类型中的简单类型简单类型 整型浮点型小数型布尔型 特点第一，它们都是.NET系统类型的别名系统类型的别名，例如：int就是System.Int32的别名。第二，由简
4、单类型组成的常量表达式仅在编译时而不是运行时受检测。C#语言的数据类型值类型类类 型型FCL类型类型描描 述述默默 认认 值值sbyteSystem.SByte有符号有符号8位整数位整数0byteSystem.Byte无符号无符号8位整数位整数0shortSystem.Int16有符号有符号16位整数位整数0ushortSystem.UInt16无符号无符号16位整数位整数0intSystem.Int32有符号有符号32位整数位整数0uintSystem.UInt32无符号无符号32位整数位整数0longSystem.Int64有符号有符号64位整数位整数0LulongSystem.UInt6
5、4无符号无符号64位整数位整数0charSystem.Char16位位Unicode字符字符0floatSystem.Single32位单精度浮点数位单精度浮点数0.0FdoubleSystem.Double64位双精度浮点数位双精度浮点数0.0DboolSystem.Booleantrue或或false布尔值布尔值falsedecimalSystem.Decimal128位高精度浮点数位高精度浮点数0.0M返回返回常量和变量的命名规则常量常量可以使用字母、数字、下划线等字符；不可以使用空格、斜杠、逗号、句号等特殊字符；首字母必须是英文字母；长度不能超过255个字符；不能使用C#中的关键字，如
6、using，int，void等。变量变量变量名的第一个字符必须是字母、下划线或；如果第一个字符是，则第二个字符不能是数字；其余的字符可以是字母、下划线或数字。4.2.1值类型中的简单类型char类型类型：对应于统一字符编码标准（Unicode）的字符集。char类型与其他整数类型相比有以下两点不同之处：(1)没有其他类型到char类型的隐式转换，既使对于sbyte，byte和ushort这样能完全使用char类型代表其值的类型，也不存在隐式转换。(2)char类型的常量必须被写为字符形式，如果用整数形式，则必须带有类型转换前缀。如(char)10。bool类型类型：在 C+中，bool 类型实
7、质上是一个整数。在 C#中，不存在 bool 类型与其他类型之间的相互转换。long 类型类型：C#中为 64 位，而在 C+中为 32 位。4.2.2 引用类型不存储它们所代表的实际数据，而是存储实际数据的引用。C#中的引用类型，其实就是特殊的指针，既有基本的指针语义，又有C+中引用（别名）的某些特征。C#中的引用类型有类、接口、委托、字符串类型和数组。C#语言的数据类型引用类型访问限定修饰符访问限定修饰符描描 述述public可以被所有类及其方法访问可以被所有类及其方法访问private仅可以被所定义的类中的方法访问仅可以被所定义的类中的方法访问protected仅可以被所定义的类及其派生
8、类中的方法访问仅可以被所定义的类及其派生类中的方法访问internal仅可以被所定义的同一项目中的方法访问仅可以被所定义的同一项目中的方法访问protected internal仅可以被所定义的类、派生类及同一项目中的方法访问仅可以被所定义的类、派生类及同一项目中的方法访问引用类型的访问限定修饰符引用类型的预定义特性预定义特性预定义特性描描 述述abstract不能被实例化，可以用做其他类型的基类型；如果派生不能被实例化，可以用做其他类型的基类型；如果派生类不是抽象的，则可以创建它的实例类不是抽象的，则可以创建它的实例sealed不能用做基类型不能用做基类型new子类不会重写基类中的方法，应用
9、于虚方法子类不会重写基类中的方法，应用于虚方法C#语言的数据类型引用类型类类是对一系列具有相同性质的对象的抽象对象的抽象，是对对象共同特征的描述，是一组具有相同数据结构和相同操作的对象的集合。接口接口是对一组能够提供相同服务的类的抽象类的抽象，是一种特殊的类，不实现任何方法或属性，只定义要完成什么任务而不定义如何完成。委托委托类似于C和C+等编程语言中的函数指针，用于封装某个方法的调用过程。但在C#中，委托是完全面向对象的，它所封装的方法必须与某个类或对象相关联。字符串：在C+中，字符串只是字符的数组。在C#中，字符串是支持可靠搜索方法的对象对象C#语言的数据类型引用类型ObjectSyste
10、m.Object是.NET框架中所有类型的根类型方方 法法描描 述述public Equals已重载，确定两个对象实例是否相等已重载，确定两个对象实例是否相等public GetHashCode作为一个特殊类型的哈希函数，适用于哈希算法和数据结构，如哈希表作为一个特殊类型的哈希函数，适用于哈希算法和数据结构，如哈希表public GetType获取对象的类型获取对象的类型public ReferenceEquals确定指定的实例是否是相同的实例确定指定的实例是否是相同的实例public ToString返回一个表示当前对象的字符串返回一个表示当前对象的字符串protected Finalize
11、已重载，允许对象在被垃圾回收之前去释放资源并执行其他清理操作已重载，允许对象在被垃圾回收之前去释放资源并执行其他清理操作protected MemberwiseClone创建一个当前对象的浅层副本创建一个当前对象的浅层副本几个引用类型例子1、字符串类型string类型：常见用法string str1=Hello;/字符串赋值string str2=str1+World!;/字符串连接char c1=str10;/通过下标访问字符，从从0索引索引bool flag=(str1=str2);/比较两个字符串是否相等相关用法：(1)取字串长度 str1.length(2)截取字串的一部分 str1.
12、Substring(0,2);(3)字串替换 str.Replace(“llo”,”ight”);(4)字串中指定字符或字串首次（最后一次）出现位置str1.IndexOf(“e”);str1.IndexOf(“el”);-1表示未找到表示未找到4.2.2 引用类型(5)在字串中指定索引位插入指定字符 str1.Insert(5,”,how are you”);(6)在字串左（或右）加空格或指定char字符，使字串达到指定长度 str.PadLeft(10,*);默认为空格默认为空格(7)从指定位置开始删除指定个数的字符 str1.Remove(2,2);(8)清除字串前后空格 str1.Tr
13、im();2、数组 数组是包含一串变量的数据结构。数组变量也称作数组元素，它们具有相同的类型相同的类型，这种类型也称做数组类型。数组用下标确定每一个数组元素的索引号，索引号从0开始。只有一个下标的数组称为一维数组，多于一个下标的数组称为多维数组 在 C+中，数组只是一个指针。在 C#中，数组是包含方法和属性的对象对象。例如，可通过 Length 属性查询数组的大小。(1)声明数组时，方括号跟在类型后面。Int a (2)数组的每个维数的长度不是数组类型的一部分 int a;a=new int10;ArrayListArrayList是一种特殊的数组特殊的数组，在功能上超过了标准的数组，通过添加
14、和清除元素来动态地改变数组长度。ArrayList与System.Array的区别有：Array可以定义多维数组，ArrayList只能定义一维数组；Array可以定义自己的下限，ArrayList的下限始终为0；Array的元素通常是特定类型的，ArrayList的元素都是object类型的，因此需要进行装箱和拆箱的操作，内存分配的代价很高；Array的元素数目是固定的，ArrayList的元素数目可以自动扩展。4.2.3其它数据类型DateTime日期时间类型：表示值范围在公元0001年1月1日午夜12:00:00到公元9999年12月31日晚上11:59:59之间的日期和时间 DateT
15、ime currentTime;currentTime=System.DateTime.Now;/取当前年月日时分秒int year=currentTime.Year;/取当前年int month=currentTime.Month;/取当前月int day=currentTime.Day;/取当前日int hour=currentTime.Hour;/取当前时int minute=currentTime.Minute;/取当前分int second=currentTime.Second;/取当前秒string strCurrentTime=currentTime.ToString();/取当
16、前时间作为字符串返回 4.2.4数据转换C#数据类型之间必须显式转换1.使用框架类框架类（Parse方法、方法、Convert类类）如：int iAge;iAge=int.Parse(txtAge.Text);iAge=Convert.ToInt32(txtAge.Text);2.通过造型造型转换数据类型 如：double MyDouble=1.23;int MyInteger;MyInteger=(int)MyDouble;3.显式转换显式转换 如：float num=1.23f;值类型引用类型装箱装箱inti=10;object0=i;i=20;i值为20o值为10引用类型值类型拆箱拆箱被
17、拆箱的变量值必须是对某个对象的引用，而此对象是通过对目标值装箱创建的，即先装箱再拆箱inti=10;objecto=i;intj=(int)o;4.3 操作符根据操作符作用的操作数的个数来分，C#包括多个一元操作符、多个二元操作符和一个三元操作符。当一个表达式包含多个操作符时，操作符的优先级操作符的优先级决定了计算的顺序。操作符类别操作符类别操作符操作符算术算术+-*/%+-*/%逻辑逻辑&|!&|!字符串连接字符串连接+递增、递减递增、递减+-+-关系关系=!=!=赋值赋值=+=-=*=/=%=+=-=*=/=%=成员访问成员访问.索引索引转换转换()()条件条件?:?:创建对象创建对象ne
18、wnew类型信息类型信息sizeof typeofsizeof typeof4.3 操作符逻辑运算中&与|&与|之间的区别递增（+）和递减（-）运算 赋值“=”和比较“=”运算符 4.4 控制语句控制语句是在程序运行过程中，有条件地执行或重复执行某些语句，改变程序默认的顺序执行流向C#中的控制语句：选择语句、循环语句和跳转语句 选择语句-if语句if语句有三种结构：单条件选择：if()双条件选择：if()else 多条件选择：if()else if()else if()else其中()内为条件表达式条件表达式，内为各分支的语句块，如果分支语句块中仅一条语句，则可以省略不写。选择语句switch
19、case要实现多多条条件件判判断断，可采用switchcase语句。根据条条件件（表表达达式式）从一组不同的分支中选择一个来执行。switch(条件)case常数表达式1:执行语句;break;case常数表达式2:执行语句;break;case常数表达式3:执行语句;break;default:默认的处理语句;break;与 C+中的 switch 语句不同，C#不支持不支持从一个 case 标签贯穿到另一个 case 标签。循环语句循环语句循环语句可以实现对一组执行语句的重重复复运运行行，它对于简化程序、组织算法具有重要意义。在C#中，提供了4种不同的循环语句：whiledowhilefo
20、rforeach循环语句循环语句whilewhile循环循环while循环是根据条条件件（表表达达式式为为真真值值）将循环语句执行若干遍，但while循环不需要确定循环次数。语法格式为：while(循环条件)循环语句;循环语句循环语句dowhiledowhile循环循环与while循环的不同之处在于，dowhile循环先执行循环语句，然后对循环条件进行判断，所以至少会执行一次循环语句至少会执行一次循环语句。语法格式为：do循环语句;while(循环条件)循环语句循环语句forfor循环循环C#中的for循环与C+和Java中的语法是相同的，在循环次数确定循环次数确定的情况下，推荐使用for循环
21、。语法格式为：for(初始变量;循环条件;计数器)循环语句;循环语句循环语句foreachforeach循环循环foreach循环主要用于操作数数组组或或集集合合内的每一个元素。foreach循环可以在支持IEnumerable接口的容器类中遍历遍历每一项。语法格式为：foreach(类型变量名in集合)循环语句;跳转语句跳转语句1break语句：与switch语句联合使用跳出此switch语句，还用来与循环语句配合使用跳出当前循环语句块。2continue语句：跳出本次循环，将控制返回到控制循环语句的布尔表达式。3goto语句：将流程控制无条件交给一个标记语句。4.5 命名空间命名空间（Na
22、mespace）是将相关的类型进行分组的逻辑命名方案。.NET Framework 使用分层命名方案分层命名方案，将类型分为相关功能的逻辑类别，用命名空间来组织它的众多的类。如，System是一个命名空间，Console是该命名空间中包含的类。如果使用 using关键字，则不必使用完整的名称，例如：/引入引入System命名空间命名空间using System;Console.WriteLine(Hello);Console.WriteLine(World!);System.Console.WriteLine(Hello);System.Console.WriteLine(World!);He
23、llo World 程序/在较大的编程项目中，声明自己的命名空间可以帮助控制类名称控制类名称和方法名称的范围和方法名称的范围。使用 namespace 关键字可声明命名空间 using System;namespace Notepadclass HelloWorldpublic static void Main()Console.WriteLine(Hello World);声明HelloWorld类程序入口点，Main的返回类型为void控制台类的WriteLine()方法用于显示输出结果声明命名空间Notepad将文件保存为HelloWorld.cs4.6 异常处理C#语言的异常处理功能提
24、供了处理程序运行时出现的任何意外或异常情况的方法。异常处理使用 try、catch 和 finally 关键字来尝试可能未成功的操作，处理失败，以及在事后清理资源。try try 用于检查发生的异常，并帮助发送任何可能的异常。catchcatch用来处理错误，定义异常处理程序,可以有多个catch子句。finallyfinally无论是否引发异常，finally的代码块都将被执行。异常可以由公共语言运行库(CLR)、第三方库或使用 throw 关键字的应用程序代码生成。throw throw 用于引发异常，可引发预定义异常和自定义异常。异常具有以下特点：在应用程序遇到异常情况（如被零除情况或内
25、存不足警告）时，就会产生异常。发生异常时，控制流立即跳转到关联的异常处理程序（如果存在）。如果给定异常没有异常处理程序，则程序将停止执行，并显示一条错误信息。可能导致异常的操作通过 try 关键字来执行。异常处理程序是在异常发生时执行的代码块。在 C#中，catch 关键字用于定义异常处理程序。程序可以使用 throw 关键字显式地引发异常。异常对象包含有关错误的详细信息，其中包括调用堆栈的状态以及有关错误的文本说明。即使引发了异常，finally 块中的代码也会执行，从而使程序可以释放资源。try-catch结构 案例名称：使用案例名称：使用try-catch语句语句usingSystem;
26、classSamplepublicstaticvoidMain(stringargs)longfactorial=1;longnum=Int64.Parse(args0);try/计算数num的阶乘for(longcur=1;curnum2)returnnum1;elsereturnnum2;intgreatest(intnum1,intnum2,intnum3)Console.WriteLine(“0,1和2相比,最大的是:,num1,num2,num3);if(num1num2&num1num3)returnnum1;elseif(num2num1&num2num3)returnnum2;
27、elsereturnnum3;具有不同数量的参数的方法重载方法重载intgreatest(intnumbers)inttemp=numbers0;for(inti=1;inumbers.Length;i+)if(tempnumbersi)temp=numbersi;returntemp;doublegreatest(doublenumbers)doubletemp=numbers0;for(inti=1;inumbers.Length;i+)if(tempnumbersi)temp=numbersi;returntemp;具有不同类型的参数的方法重载 函数重载 案例名称：重载普通函数案例名称：
28、重载普通函数usingSystem;classOverloadpublicvoidFunc()System.Console.WriteLine(Func();publicvoidFunc(int x,int y)System.Console.WriteLine(Func(intx,inty);publicvoidFunc(long x,long y)System.Console.WriteLine(Func(longx,longy);publicstaticvoidMain(stringargs)OverloadmyOverload=newOverload();myOverload.Func(
29、);myOverload.Func(1,1);myOverload.Func(1L,1L);/会调用哪个重载函数呢？myOverload.Func(1L,1);案例名称：重载构造函数案例名称：重载构造函数usingSystem;classCtorOverloadDemostaticvoidMain(Stringargs)MyInti=newMyInt(2);System.Console.WriteLine(i.i);MyIntj=newMyInt();System.Console.WriteLine(j.i);classMyIntpublicinti;public MyInt()i=0;pub
30、lic MyInt(int i)this.i=i;关键字 virtual Access modifier virtual return type name (parameters-list)./Virtual方法实现.publicvirtualvoidFunc()Console.WriteLine(“这是virtual方法，可以被重写);classEmployeepublicvirtualvoidEmpInfo()Console.WriteLine(“此方法显示职员信息);classDervEmployee:EmployeepublicoverridevoidEmpInfo()base.Emp
31、Info();Console.WriteLine(“此方法重写base方法);staticvoidMain(stringargs)DervEmployeeobjDervEmployee=newDervEmployee();objDervEmployee.EmpInfo();EmployeeobjEmployee=objDervEmployee;objEmployee.EmpInfo();sealed override无论在派生类和最初声明虚拟成员的类之间已声明了多少个类，虚拟成员都将永远为虚拟成员。如果类 A 声明了一个虚拟成员，类 B 从 A 派生，类 C 从类 B 派生，则类 C 继承该虚
32、拟成员，并且可以选择重写它，而不管类 B 是否为该成员声明了重写。派生类可以通过将重写声明为密封的来停止虚拟继承。这需要在类成员声明中将sealed关键字放在 override 关键字的前面。public class A public virtual void DoWork()public class B:A public override void DoWork()public class C:B public override void DoWork()/public sealed override void DoWork()抽象类和抽象方法abstractclassClassOne/类实
33、现访问修饰符派生类的基类不能实例化abstract class Base /成员变量成员变量 int basevar;/成员函数成员函数abstract void base_fun1(parameters);/无法实现无法实现.抽象方法抽象方法class Derived:Base /成员变量成员变量 int derivedvars;/成员函数成员函数override void Base_fun1(parameters)/实际实现实际实现 .抽象类派生类提提供供重写方法原型原型必须重写重写抽象类和抽象方法abstractclassMyAbspublicabstractvoidAbMethod()
34、;/派生类classMyClass:MyAbspublicoverridevoidAbMethod()Console.WriteLine(“在MyClass中实现的抽象方法);/派生自MyClass的子类classSubMyClass:MyClasspublicvoidGeneral()/未实现AbMethod抽象方法Console.WriteLine(在SubMyClass中未实现的抽象方法);staticvoidMain(stringargs)SubMyClassobjSubClass=newSubMyClass();objSubClass.General();接口与抽象类相似性相似性:u
35、都可以包含由派生类继承的成员都可以包含由派生类继承的成员u都不能直接实例化都不能直接实例化区别：区别：u派生类只能继承一个基类，类可以使用任意多派生类只能继承一个基类，类可以使用任意多个接口个接口u抽象类有抽象成员和非抽象成员，接口的成员抽象类有抽象成员和非抽象成员，接口的成员必须都在使用接口的类上实现。必须都在使用接口的类上实现。u抽象类的成员可以是私有、保护、内部的，而抽象类的成员可以是私有、保护、内部的，而接口成员只能是公共的；接口成员只能是公共的；总结 继承是获得现有类的属性和方法的过程 创建新类所根据的基础类称为基类或父类，新建的类则称为派生类或子类 base 关键字用于从派生类中访
36、问基类成员重写方法就是修改基类中方法的实现。virtual 关键字用于修改方法的声明抽象类是指至少包含一个抽象方法（尚未实现的方法）的类，抽象类不能实例化显式接口实现是用于在名称不明确的情况下确定成员函数实现的是哪一个接口 4.7 C#与其他语言的关系C#作为Microsoft公司力推的服务器端程序开发语言，从使用方法上来看是完全独立的，不需要其他脚本语言的支持，但从其产生的历史和作用来看，和他们又有着千丝万缕的联系，这里给出一些比较和分析 4.7.1 C#与CC+语言的关系语言是在70年代初问世的 C+是建立在C语言之上的 C#是微软开发的，专门编写.NET软件的语言 4.7.1 C#与CC
37、+语言的关系功能功能C#C+继承继承允许继承单个类，允许实现多个接口允许继承单个类，允许实现多个接口允许从多个类继承允许从多个类继承接口实现接口实现通过通过“interface”关键词关键词通过抽象类通过抽象类内存管理内存管理由运行时环境管理，使用垃圾收集器。由运行时环境管理，使用垃圾收集器。需要手工管理需要手工管理指针指针支持，但只在很少使用的非支持，但只在很少使用的非安全安全模式下才支持，通常模式下才支持，通常以引用取代指针以引用取代指针支持，一种很常用支持，一种很常用的功能的功能源代码编译后的源代码编译后的形式形式.NET中间语言（中间语言（IL）可执行代码可执行代码单一的公共基类单一的
38、公共基类是是否否异常处理异常处理异常处理异常处理返回错误返回错误4.7.2 C#与Java语言的关系功能功能C#Java继承继承允许继承单个类，允许实现多个接口允许继承单个类，允许实现多个接口允许继承单个类，允许实现允许继承单个类，允许实现多个接口多个接口接口实现接口实现通过通过“interface”关键词关键词通过通过“interface”关键词关键词内存管理内存管理由运行时环境管理，使用垃圾收集器由运行时环境管理，使用垃圾收集器由运行时环境管理，使用垃由运行时环境管理，使用垃圾收集器圾收集器指针指针支持，但只在很少使用的非支持，但只在很少使用的非安全安全模式下模式下才支持，通常以引用取代指
39、针才支持，通常以引用取代指针完全不支持，代之以引用完全不支持，代之以引用源代码编译后的形源代码编译后的形式式.NET中间语言（中间语言（IL）字节码字节码单一的公共基类单一的公共基类是是是是异常处理异常处理异常处理异常处理异常处理异常处理4.7.2 C#与Java语言的关系C#和java有着很多相似之处：(1)二者都编译成跨平台的、跨语言的代码，并且代码只能在一个受控制的环境中运行自动回收垃圾内存，并且消除了指针（在C#中可以使用指针，不过必须注明unsafe关键字）；(2)二者都不需要头文件，所有的代码都被“包（package）”限制在某个范围内，并且因为没有头文件，所以消除了类定义的循环依
40、赖；(3)所有的类都是从对象派生出来，并且必须使用New关键字分配内存；(4)都是用对象加锁的方式来支持多线程；(5)都具有接口（interface）的概念。4.7.3 C#与VBScript语言的关系C#和VBScript对照表比较项目比较项目C#VBScript编写客户端程序编写客户端程序不可以不可以可以可以编写服务器端程序编写服务器端程序可以可以可以可以面向对象面向对象完全面向对象编程完全面向对象编程基于对象编程基于对象编程运行环境运行环境.NET FrameworkActive Server Page出品公司出品公司微软微软微软微软数据库操作数据库操作方便方便功能强大功能强大其他功能其
41、他功能强大强大更加强大更加强大4.7.4 C#与JavaScript的关系JavaScript是一种基于对象和事件驱动并具有安全性能的脚本语言，它具有很多优点：(1)简单性 (2)动态性 (3)跨平台性 (4)节省CGI的交互时间4.7.4 C#与JavaScript的关系C#和JavaScirpt都可以嵌入到HTML页面中实现具体的功能，二者都是动态页面的脚本语言。差别如下：(1)它们是两个公司开发的不同的两个产品 (2)JavaScript是基于对象的，而C#是面向对象的 (6)代码编写位置不同 (4)两种语言所采取的变量是不一样的 (5)代码格式不一样 (3)两种语言在其浏览器中所执行的方式不一样