C#从“Hello World！“开始

C# 是一种现代的、面向对象的编程语言，由微软公司开发。作为 .NET 框架的一部分，C# 在许多领域中得到了广泛的应用，尤其是在桌面应用、Web 开发和游戏开发（尤其是使用 Unity 引擎）中具有重要地位。

对于初学者来说，从一个简单的 "Hello World!" 程序开始，是学习 C# 编程语言的第一步。这个程序将帮助你理解 C# 编程的基本结构和语法，同时也是验证编程环境是否正确配置的一个基础性步骤。

1、环境准备

在开始编写 C# 程序之前，首先需要配置开发环境。你可以使用微软的 Visual Studio 或 Visual Studio Code（结合 .NET SDK）来编写和运行 C# 程序。

步骤：

1. 安装 Visual Studio：这是微软推荐的集成开发环境（IDE），支持 C# 和 .NET 开发。

   • 在 Visual Studio 官网 下载并安装。
   • 在安装过程中，选择 ".NET Desktop Development" 工作负载。

2. 安装 .NET SDK：如果你更喜欢轻量级的编辑器，可以安装 .NET SDK。

   • 访问 官网 下载并安装相应版本的 SDK。

完成环境设置后，你便可以开始编写第一个 C# 程序了。

2. 一个简单的C#程序

先来看一段最简单的示例代码，如代码清单2-1所示。

代码清单2-1　HelloWorldClass.cs

using System;namespace ProgrammingCSharp4
{class HelloWorldClass{static void Main(){Console.WriteLine("Hello World!");}}
}

俗话说，实践是最好的老师。本文的所有代码示例都可以直接输入和运行。养成勤于动手，并对程序的运行过程和结果进行仔细观察和分析的习惯，对于学习一门编程语言是大有裨益的。言归正传，先来看看这段代码存在于哪里？没错，它位于HelloWorldClass.cs文件中，这是一个代码文件，如果是Visual Basic.NET代码则位于*.vb文件中。在Visual Studio的新建文件对话框中，可以选择新建一个空白的代码文件，或者一个空白的类文件，后者具备了基本的代码框架，类似于代码清单2-1。

提示：在ASP.NET应用中，C#代码位于*.aspx.cs文件中。虽然*.aspx中也可以通过<%......%>加入代码，但不推荐。

代码清单2-1的运行结果如图2-1所示。

接下来，我们分析一下这段代码是如何编译和运行的。

3. 编译和运行程序

.NET程序在运行前要经过两次编译：第一次编译生成CIL代码的DLL或EXE文件，第二次编译（JIT）生成机器码。有两种方式可将代码编译并生成CIL代码：

1. 直接在Visual Studio 2010中编译和运行

2. 通过命令行编译和运行

3.1 在Visual Studio 2010中编译和运行

在Visual Studio 2010中，编译和运行分别在两个不同的一级菜单里。其中，编译位于"生成"菜单，运行和调试位于"调试"菜单。

运行程序的方法有两种：

1. 调试

2. 运行而不启动调试

这两种方法的区别是，前者需要加载调试符号，允许在运行过程中中断，并单步执行，还可以对某些变量进行监控，甚至改变其代码并重新计算；后者仅仅编译并运行，无法对程序进行调试，仅适合在需要查看运行效果时使用。

在Visual Studio 2010中，可以通过三种途径来编译和运行一段程序：

1. 菜单：展开"调试"菜单，点击"启动调试"菜单项，或者点击"开始执行（不调试）"，如图2-2所示。

   

2. 工具栏：点击工具栏上的相关按钮直接运行，如图2-3所示。

   

3. 快捷键：按F5键启动调试运行，如果按Ctrl+F5键，运行但不调试。

提示：一般不需要特意去编译，当你修改了源代码，再次运行的时候Visual Studio也会先保存并编译，然后开始运行。

3.2 通过命令行编译和运行

首先启动Visual Studio 2010的命令提示应用程序，方法是：单击"开始"，依次指向"所有程序"→"Microsoft Visual Studio 2010"→"Visual Studio Tools"，最后单击"Visual Studio命令提示（2010）"。在弹出的命令行窗口中输入csc.exe/?并回车，如果显示如图2-4所示的信息，则表示环境变量已配置正确。

csc.exe的语法为csc [options] sourceFiles，其中sourceFiles表示一个或者多个C#源文件。

我们输入如下命令对代码进行编译：

D：\>csc /out：D：\HelloWorld.exe D：\ProgrammingCSharp4\Chapter3\HelloWorldClass.cs

现在已经在D盘根目录下生成了HelloWorld.exe文件。大家回顾下第这里生成的HelloWorld.exe文件是CIL代码而非本机码。

上述命令行的示意图如图2-6所示。

4. 详细介绍

接下来，我们将对代码清单2-1进行详细说明。代码虽然简单，但涉及几个重要的知识点。在后面的章节中，我们也将使用很多的示例代码进行辅助说明，这里先提前介绍一些基础知识。

第1行使用了System命名空间（Namespace）。什么是命名空间呢？如果你以前学习过Java，那么这里的命名空间就相当于Java中的"包（Package）"，形象表示如图2-7所示。

可见命名空间中有一个或多个类，当然也可以包含其他类型，例如接口、结构等。这里以类和命名空间的关系为例，一个类可以不在任何命名空间中，一个命名空间也可以没有任何类，但是一旦将类声明于一个命名空间，则最多只能属于一个命名空间，而一个命名空间可以包含多个类。为什么要引入命名空间这样一个概念呢？主要起分类和限定的作用，假如有两个名叫C的类，那么编译器怎么知道我们需要使用的是哪个呢？这时命名空间的作用就显示出来了，可以将它们放置于两个不同的命名空间中：例如N7和N8，那么就可以使用N7.C和N8.C（全限定名）来对它们进行区分，如图2-8所示。

当大家了解了什么是命名空间以及它的作用后，我们就来分析一下代码清单2-1中有哪些部分与命名空间有关。

• 第1行：using关键字的作用就是使用System命名空间，也就是告诉编译器，当碰到未知的类时到哪里去找。或者换句话说，使用了using关键字引入了System命名空间，那么当使用该空间中的Console类时，就不需要使用System.Console这样的名称，而直接使用Console即可。

• 第3行：namespace关键字是定义一个命名空间，从第4行开始一直到第12行，大括号（{}）中所有的内容都位于该命名空间之中。

• 第5行：class关键字定义了一个类。什么是类（class）？类是一种类型，它封装了一些数据和一些方法。从面向对象的观点来看，类就是一个责任和数据的综合体。代码的第5行到第11行定义了一个类，类名叫做HelloWorldClass，它只有一个静态的入口方法Main()。

• 第7行：这里定义的是一个Main方法，它是类HelloWorldClass的唯一方法成员。方法体从第8行开始，一直到第10行结束。Main方法不是一个普通的方法，它是一个类的入口，所谓入口就是说执行过程开始时，它由CLR自动调用，因此Main方法必须遵循一定的定义规则。Main()方法是执行过程的开始，当方法执行结束也就意味着执行过程结束。

• 第9行：C#语言本身没有类库，因此它需要.NET框架提供的类库，也就是在第1章中讲的BCL。这里的Console类就是我们经常使用的控制台对象，使用该类可以将数据输出到控制台。其中，WriteLine是Console对象的静态方法，负责输出内容到控制台。Console类位于System命名空间，它的全限定名是：System.Console，这里之所以没有使用全限定名，秘密就在第一行的代码："using System;"，所以CLR会自动在System命名空间中查找Console类。

我们可以尝试删掉第1行代码，此时CLR将不知道去哪里寻找Console类，这将产生编译错误。但Visual Studio 2010的代码提示功能（IntelliSense）可以协助我们导入正确的命名空间，如果选择不导入命名空间，也可以选择使用类的全限定名——"System.Console"，如图2-9所示。

提示：如果你的Visual Studio没有代码提示，请打开Visual Studio的Options选项窗口，依次定位到"Text Editor"→"C#"→"Statement completion"选项，然后选中"Auto list members"。

图2-10演示了Main方法，并给出了Main方法的4种不同形式。

如图2-9所示，Main()方法的4种形式体现在它有4种不同的签名。从是否有返回值的角度来分，A、B为一组，C、D为一组；从是否有参数的角度来分，A、C为一组，B、D为一组。如果使用C、D的形式，返回值是一种运行结果的状态提示。一般情况，返回值为0表示程序正常结束，为1则表示非正常结束。Main()方法的args参数是一个字符串数组，存储的是该应用程序执行时后面所带的参数，如图2-11所示。

如图2-11所示，此时args字符串数组有两个元素：

1. args[0]的值为localhost；

2. args[1]的值为Message。

注意：Main()方法为静态方法，注意不要写作main()方法，C#语言对大小写敏感。

5. 小结

本章给大家展示了一段简单的C#程序——HelloWorld，它展现了C#的方方面面，从命名空间到类，再到类的方法，以及类的编译及运行，最后还介绍了Visual Studio 2010代码提示的一些基本使用技巧。