# C# 社課

###### tags: `興附電研21th` `C#`

> 目標：學習 C# 的基礎語法

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- 本單元索引
[ToC]
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# 第一週 :one:

## 1.學 C# 的常見問題 ?

### Q. C# 的用途有哪些

- [x] 控制台
- [x] 桌面程式：Winform, WPF, UWP :desktop_computer:
- [x] 網站：ASP.NET
- [x] 2D/3D 遊戲：Unity :video_game:
- [x] 手機APP、機器學習...... :mag_right:

### Q. APCS 的測驗內容沒有C#，這樣之後會不會很吃虧 ?

A. 其實完全不用害怕呦~ 就我所知，==C++、C#、JAVA、C== 這四種程式語言的語法、編寫風格都很相近的哦 ! 只要精通其中一種程式語言，想再學習其他語言都不是問題~

:::info
:bulb: APCS可以使用的程式語言有 C、C++、Python、Java
:::

> 如果想參加考試檢定的可以參考下圖呦！ ( Reference：吳邦一教授 )
> 

## 2.Visual Studio Code ( 簡稱vscode ) 設定

### Step 1: 在桌面上創一個新的資料夾 ( 中英文隨意 )


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### Step 2: 打開桌面上的 Visual Studio Code
#### 打開後會有下面這個樣子的視窗
#### 再來將鼠標移至上方選單的檔案，拉開之後再點選開啟新的資料夾
#### 接著選擇剛剛創建的資料夾就成功瞜~
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### Step 3: 安裝 C# 延伸模組
#### 將鼠標移至左方選單，並點有四個格子的那個圖案
#### 點開他後，搜尋欄打==C#==，並安裝 C#、C# Extensions
#### 安裝完後鼠標移到上方選單的終端機，選擇新增終端，接著在終端機打上"dotnet new console"，打完按enter
#### 接著鼠標移至左方選單的檔案總管，點下去就可以看到程式碼啦~
>如果沒有看見就點一下左邊列表的 Program.cs
>
>如果還是空的話，就複製下方的程式碼貼上去吧~

using System;
namespace HelloWorld
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("Hello World!");
        }
    }
}

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### Step 4: 執行第一支程式吧！
#### 在終端機裡面打 "dotnet run"，接著等一下就可以看到東西印出來了哦~
>可以拍現動炫耀了ㄎㄎ ( X
:::info
:bulb: 記得在檔案那邊勾選自動儲存，不然就算更改了還是會輸出Hello World!
:::
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### 再來就開始學基本的輸入輸出還有變數吧~
#### 1. 常見的變數類別 https://ithelp.ithome.com.tw/articles/10213219
#### 2. 基本輸入輸出 https://ithelp.ithome.com.tw/articles/10213373
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# 第二週 :two:
## 1.程式是怎麼運行的
### **程式執行的簡要概念**
* #### 程式被激活 ---> 從硬碟中讀取==資料 (data)==、==指示 (instructions)==
* #### 程式中的指示會==依照順序被cpu執行==
* #### CPU具有==運算邏輯單元 (ALUS)==
:::info
:bulb: 以人體的部位來比喻的話，CPU就像是大腦
:::

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### **記憶體階層 (Memory Hierarchy)**
* #### L2以上都在CPU內 -- 暫存器、快取記憶體 (靜態隨機存取記憶體 SRAM)
* #### Main memory -- 動態隨機存取記憶體 (DRAM)
* #### Local secondary storage -- 傳統硬碟 (HDD)、固態硬碟 (SSD)
* #### Remote secondary storage -- 雲端硬碟
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### **C# 結構 (Structure)**

using System; //使用 System 命名空間
namespace HelloWorld //namespace 稱為 命名空間
{
    class Program //有一個 class 叫作 Program
    {
        
        // 這個 class 裡面有一個 Main 方法 (method)
        
        static void Main(string[] args)
        {
            //使用 System (命名空間) 中的 Console (類別) 的 WriteLine (方法)
            Console.WriteLine("Hello World!");
            // 執行結果 HelloWorld!
        }
        
    }
}

* #### using System -- 表示讓程式包含 System (命名空間)
* #### 在 HelloWorld (命名空間) 中，有一個 Program (類別)，此類別中只有一個 Main (方法)
* #### Main() 方法在 C# 中表示==程式的進入點==
* #### // (雙斜線) 在 C# 中的功能是註解，程式執行的時候會自動忽略過去
* #### Console.WriteLine("HelloWorld!")
> ##### 使用定義於 System (命名空間) 中的 Console (類別)，而 WriteLine (方法) 定義於 Console (類別)
* #### C# 文件的後綴詞是 .cs
* #### 一些符號的功能

| 符號 | 功能 |
|:-------:|:-------------------------:|
| **( )** | **通常用於方法 (method)** |
| **{ }** | **劃定範圍** |
| **[ ]** | **用於陣列 (Array)** |
| **//** | **註解** |
| **;** | **表示語句的結束** |
| **" "** | **字串** |

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### **程式的運行錯誤 (Bug)**
#### 當運行程式的時候，發現答案跟預期的結果不同，大致可分為三種問題
#### 1. CE (Compile Error) -- 表示程式在編譯的時候發生錯誤，通常為語法問題

#### 2. RE (Runtime Error) -- 表示程式在執行的過程中發生錯誤，常見的狀況像是超出陣列大小

#### 3. LE (Logic Error) -- 表示使用者個人的邏輯問題，此問題最難解決

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### **縮排 (Programming Style)**
#### ==好的縮排可以讓其他人在讓程式更容易閱讀==
##### 1. 沒有縮排

using System;
namespace circle
{class Program{static void Main(string[] args){
           Console.WriteLine("HelloWorld!");
                        } }
}

##### 2. 有縮排

using System;
namespace circle
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("HelloWorld!")
        }
    }
}

:::info
**雖然上面兩個程式執行後的結果相同，但是可以很明顯地看到，第二個比第一個來的易讀許多**
:::

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## 2.資料型態 & 變數
### **Example**：如果以10為半徑，要如何計算出圓面積？
#### ==此時我們可以將此問題拆成三個部分來看==
1. #### Input ：要怎麼儲存這筆資料 （將 10 儲存下來）
2. #### Algorithm：要怎麼計算出結果
3. #### Output ：結果如何呈現

using System;
namespace circle
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            //data
            int r = 10;
            double A;
            
            //algorithms;
            A = r * r * 3.14;
            
            //output
            Console.WriteLine(A);
        }
    }
}

:::info
:bulb:在這段程式中，我們使用了兩種資料型態：==int== , ==double==
:::

---

### **變數 (Variable)**
#### **概念：**
* ##### 變數就像一個箱子，專門拿來存放東西
* ##### 每一個變數，都必須要有一個型態 (type)
#### **宣告 (Declaration)：**
1. ##### 首先我們取一個變數的名稱，假設是 A
2. ##### 接著我們要幫 A 找能夠儲存我們資料的箱子

int A ; //變數名稱為 A 且只能儲存 int 類型資料

> 此時我們將 A 宣告成一個 int 的型態
#### **記憶體位置：**
##### 你可能會想說：「現在雖然是有箱子沒錯，可是要把箱子放在哪裡呢？」
##### 那當然是記憶體噜~
* ##### 以我們剛剛的 int A 來看，A代表的意義就是箱子的位置 ( 類似箱子上貼有標籤 A )
* ##### 上圖中的 0x000abc01 是==十六進位碼== -- 表示那個箭頭處的位置
* ##### 如果我們此時將整數 10 賦值到 A，則就代表著我們在 0x000abc01 那邊的 int 箱子裡，放了整數 10 進去
* ##### 上圖過程的程式碼如下

int A = 10;

:::info
C# 中的**等號**表示==將右邊賦值到左邊==，例如 int A = 10，此時 A 的值為 10
:::

#### **命名規定：**
1. ##### 不能以數字開頭
2. ##### 不能是 C# 中的關鍵字，例如：using、class、int、string
3. ##### 名字中間不能以空格隔開
4. ##### 不能有任何的運算符號，例如：+ , - , * , /

| **加法** | **+** |
|:----------:|:-----------------:|
| **減法** | **-** |
| **乘法** | **\*** |
| **除法** | **/** |
| **取餘數** | **%** |
| **X = X ± 1** | **X±±** |
| **開根號** | **Math.Sqrt(值)** |

---
### **資料型態 (Data types)**
##### **在資料型態中主要分為三大類：**
##### ==**原生類型 (Primitive type)、參考類型 (Reference types)、指標類型 (Pointer types)**==

#### **1. 原生類型 (Primitive types)**
##### **(1) 布林值：**

| 類型 | 大小 |
|:-------:|:-------------------------:|
| **bool** | **1 bit** |
##### **(2) 數值：**
###### a. 整數類型
| 類型 | 大小 |
|:---------:|:-----------:|
| **short** | **16 bits** |
| **byte** | **8 bits** |
| **int** | **32 bits** |
| **long** | **64 bits** |
| **char** | **8 bit** |
:::info
**char** 通常都會配合字碼表來處理字元，==本質上還是處理數字==
:::
###### b. 浮點數類型類型
| 類型 | 大小 |
|:----------:|:-----------:|
| **float** | **32 bits** |
| **double** | **64 bits** |
| **decimal**| **128 bits** | |
:::info
**double** 能夠比 **float** 更加精確，但是相對的==運算速度較慢==
:::
:::info
**decimal** 的儲存大小雖然大，但是所含的範圍卻沒有前兩者高，目的是為高精確
:::
#### **2. 參考類型 (Reference types)**
| 類型 | 功能 |
|:----------:|:-----------:|
| **object** | **可以用來裝箱、拆箱** |
| **dynamic** | **可以自動判斷類型** |
| **string**| **處理字串**
:::info
將值轉換成 **object** 類型稱為「**裝箱**」，反之則為「**拆箱**」
:::
#### **2. 指標類型 (Pointer types)**
| 類型 | 功能 |
|:----------:|:-----------:|
| **int*** | **用來儲存位置** |
| **char*** | **用來儲存位置** |
>補充：
>資料型態的轉換 [https://www.runoob.com/csharp/csharp-type-conversion.html](https://)
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### **==小試身手==**
#### 1. 製作一個 BMI 計算器，輸入「身高」與「公斤」即可獲得 BMI
#### 2. 哈囉 -- 輸入一個字串，輸出 Hello, 字串
>提示：讀取輸入用 Console.ReadLine()，字串的資料類型為 string

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# 第五週
## 1. 基本輸入、輸出
### **輸出 (Output)**
#### Example：

using System;
namespace input
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            int num = 5;
            // Output

            Console.WriteLine("Hello World!"); // 純字串
    
            Console.WriteLine(10); // 數字
    
            Console.WriteLine(num); // 變數名
            
            Console.WriteLine("Hello" + " " + "World!"); // 字串組合
    
            Console.WriteLine("num: " + num); // 字串與變數組合
        }
    }
}

#### 執行結果：
### **輸入 (Input)**
#### Example：

using System;
namespace output
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            // input

            string str = Console.ReadLine(); // 將輸入的 "字符" 賦值給該變數的儲存空間
            Console.WriteLine(str); // 輸出變數

            Console.WriteLine(Console.ReadLine()); //直接將輸入的東西打印出來

            int num1 = int.Parse(Console.ReadLine()); //處理能力較低
            Console.WriteLine(num1);

            int num2 = Convert.ToInt32(Console.ReadLine()); //處理能力較高
            Console.WriteLine(num2);
        }
    }
}

#### 執行結果：
### 比較 int.Parse() 與 Convert.ToInt32 的差異
#### 剛剛上面有說到 ==int.Parse() 的處理能力會比 Convert.ToInt32() 的處理能力還來的低==，簡單舉兩個例子來驗證。
1. **Convert.ToInt32(null)** 會==回傳 0==，但是 **int.Parse(null)** 會直接==報格式錯誤==。

3. **Convert.ToInt32()** 如果接收到小數，會採取==四捨六入==，如果是小數點後是 5 的話，則取距離最近的偶數整數，但是如果是 **int.Parse()** 接收到小數，則是==報格式錯誤==。

#### Example 1-1：

using System;
namespace output_IntParse
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            // int.Parse()
    
            int num = int.Parse(null); // 接收 null 值
            Console.WriteLine(num);
        }
    }
}

#### 執行結果：

#### Example 1-2：

using System;
namespace ConvertToInt
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            // Convert.ToInt32()
    
            int num = Convert.ToInt32(null); // 接收 null 值
            Console.WriteLine(num);
        }
    }
}

#### 執行結果：
#### Example 2-1：

using System;
namespace output_IntParse
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            // int.Parse()
    
            int num = int.Parse(4.2); // 接收小數
            Console.WriteLine(num);
        }
    }
}

#### 執行結果：
#### Example 2-2：

using System;
namespace ConvertToInt
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            // Convert.ToInt32()
    
            int num1 = Convert.ToInt32(4.2); // 輸出 4
            Console.WriteLine(num1);
            
            int num2 = Convert.ToInt32(4.6); // 輸出 5
            Console.WriteLine(num2);
            
            int num3 = Convert.ToInt32(4.5); // 輸出 4
            Console.WriteLine(num3);
            
            int num4 = Convert.ToInt32(5.5); // 輸出 6
            Console.WriteLine(num4);
            
            int num5 = Convert.ToInt32(-1.5); // 輸出 -2
            Console.WriteLine(num5);
        }
    }
}

#### 執行結果：
:::info
:bulb: 初學的時候其實不用太計較這個，先選一個好記的做就好瞜，當然我比較推薦 **Convert**~
:::

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## 2. 條件運算式 (Conditional statements)
### 關係運算子 (Relational Operators)

| **相等** | **==** |
|:----------:|:-----------------:|
| **不等於** | **!=** |
| **大於** | **>** |
| **小於** | **<** |
| **大於等於** | **>=** |
| **小於等於** | **<=** |

### 邏輯運算子 (Logical Operators)

| **且** | **&&** |
|:----------:|:-----------------:|
| **或** | **\|\|** |
| **非** | **!** |

### **if 語句** -- 當條件成立時執行
#### Example：

using System;
namespace If
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            // if statement
    
            if(1 == 1){
                Console.WriteLine("1 = 1 成立");
            }
            
            if(1 == 2){
                Console.WriteLine("1 = 2 成立");
            }
            
            if(1 != 2){
                Console.WriteLine("1 = 2 不成立");
            }
            
            if(1 == 1 && 2 == 2){
                Console.WriteLine("1 = 1 且 2 = 2 成立");
            }
            
            if(1 == 1 || 1 == 2){
                Console.WriteLine("1 = 1 或 1 = 2 成立");
            }
        }
    }
}

#### 執行結果：

>1. 從執行結果可以知道，只有條件成立的時候才會執行 if 所框出範圍的程式
>2. if 後面的括號內放下條件
>3. 條件內通常會用到 ==邏輯運算子== 與 ==關係運算子==
:::info
前情提要：之前有說過 { } 代表著==劃定範圍==，所以在 if 語句的範圍內才會受條件的限制
:::

### **if else 語句** -- 當條件成立時執行 if 範圍，否則執行 else 範圍
#### Example：

using System;
namespace If_else
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            // if else statement
            
            if(1 == 2){
                Console.WriteLine("1 = 2 成立");
            }else{
                Console.WriteLine("1 = 2 不成立");
            }
            
            if(1 == 1){
                Console.WriteLine("1 = 1 成立");
            }else{
                Console.WriteLine("1 = 1 不成立");
            }
            
            if(1 == 1 && 1 == 2){
                Console.WriteLine("1 = 1 且 1 = 2 成立");
            }else{
                Console.WriteLine("1 = 1 且 1 = 2 不成立");
            }
            
        }
    }
}

#### 執行結果：
>從結果可以知道，當 **if** 內的條件不成立時，則會運行 **else** 範圍內的程式，當 **if** 內的條件成立時，則只會執行 **if** 範圍內的程式。

### **if else if 語句** -- 巢狀結構

#### Example：

using System;
namespace If_else_if
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            // if else if statement
            
            if(1 == 2){
                Console.WriteLine("1 = 2 成立");
            }else if(1 == 3){
                Console.WriteLine("1 = 3 成立");
            }else if (1 == 4){
                Console.WriteLine("1 = 4 成立");
            }else{
                Console.WriteLine("你開出的條件都不成立啦 =.=");
            }
            
        }
    }
}

#### 執行結果：
> 經過一層一層的判斷，最後得知前面的每個條件皆不成立

### **switch 語句** -- 事件判斷
#### Example：

using System;
namespace If_else_if
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            // switch statement
            Console.WriteLine("你可以告訴我今天星期幾嗎? (請輸入阿拉伯數字)");
            
            int input = Convert.ToInt32(Console.ReadLine());
            
            switch(input)
            {
                case 1:
                    Console.WriteLine("謝謝你告訴我今天是星期一");
                    break;
                case 2:
                    Console.WriteLine("謝謝你告訴我今天是星期二");
                    break;
                case 3:
                    Console.WriteLine("謝謝你告訴我今天是星期三");
                    break;
                case 4:
                    Console.WriteLine("謝謝你告訴我今天是星期四");
                    break;
                case 5:
                    Console.WriteLine("謝謝你告訴我今天是星期五");
                    break;
                case 6:
                    Console.WriteLine("謝謝你告訴我今天是星期六");
                    break;
                case 7:
                    Console.WriteLine("謝謝你告訴我今天是星期日");
                    break;
                default:
                    Console.WriteLine("痾...請問哪來的星期 " + input);
                    break;
            }
            
            
        }
    }
}

#### 執行結果：
>可以針對不同的事件，做出相應的應對，break 代表當前的事件的結束點。

---
- 本單元索引
[ToC]
- 參考資料
1.https://apcs.csie.ntnu.edu.tw/index.php/info/environment/
2.https://learn.microsoft.com/zh-tw/dotnet/core/tutorials/with-visual-studio-code?pivots=dotnet-6-0
3.https://ithelp.ithome.com.tw/articles/10213373
4.https://ithelp.ithome.com.tw/articles/10213219