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第2章：C#基本语法与数据类型
2.1 变量与常量：程序的“数据容器”
在程序世界中，数据是核心，而变量与常量则是存储数据的“容器”。想象你在厨房做饭：变量就像可重复使用的保鲜盒，你可以随时放入、取出或更换里面的食材；常量则像密封的罐头，一旦装入内容（如固定配方的调料比例），就无法再修改。本节将详细讲解变量与常量的定义、使用场景及核心语法，并通过实例带你掌握“数据容器”的操作逻辑。
2.1.1 变量：可修改的“动态容器”
概念与作用
变量（Variable） 是程序中用于临时存储数据的内存空间，其值可以在程序运行过程中被修改。例如，游戏中的角色生命值、用户输入的用户名、购物车中的商品数量等，都需要用变量存储。
语法规则
声明变量的基本语法：
csharp
数据类型 变量名; // 声明变量（分配内存空间）
变量名 = 值; // 赋值（向内存空间存入数据）
// 或合并为：数据类型 变量名 = 值; （声明并初始化）
实例2-1：变量的声明、赋值与使用
需求：定义不同类型的变量（整数、字符串、布尔值），赋值后打印输出，观察变量的“动态存储”特性。
csharp
using System; // 引入System命名空间，包含Console类
class VariableDemo // 定义类（C#程序的基本单元）
{
static void Main() // 程序入口方法（Main方法）
{
// 1. 声明并初始化int类型变量（整数）
int age = 20; // 数据类型int（32位整数），变量名age，赋值20
// 2. 声明string类型变量（字符串），先声明后赋值
string name; // 声明string类型变量name（存储文本）
name = "Alice"; // 赋值为字符串"Alice"（字符串用双引号包裹）
// 3. 声明bool类型变量（布尔值），存储true/false
bool isStudent = true; // bool类型只有两个值：true（真）或false（假）
// 4. 打印变量值（使用Console.WriteLine输出到控制台）
Console.WriteLine($"姓名：{name}，年龄：{age}，是否为学生：{isStudent}");
// 5. 修改变量的值（体现“变量”的可变性）
age = 21; // 将age从20修改为21
Console.WriteLine($"一年后年龄：{age}"); // 输出更新后的值
}
}
逐行代码讲解：
using System;：引入System命名空间，该命名空间包含Console类（用于控制台输入输出），如果不引入，需写成System.Console.WriteLine。
class VariableDemo：定义一个类（C#中所有代码必须放在类中），类名VariableDemo遵循Pascal命名法（首字母大写）。
static void Main()：程序的入口方法，C#程序从Main方法开始执行，static表示静态方法，void表示无返回值。
int age = 20;：
oint：数据类型，表示32位有符号整数（范围-2147483648~2147483647），适合存储年龄、数量等整数。
oage：变量名，遵循驼峰命名法（首字母小写，后续单词首字母大写），见名知意（存储“年龄”）。
o=：赋值运算符，将右侧的20存入左侧变量age对应的内存空间。
string name; name = "Alice";：先声明string类型变量name（字符串类型用于存储文本），再通过赋值语句存入"Alice"。字符串必须用双引号""包裹。
bool isStudent = true;：bool（布尔）类型变量isStudent，赋值true（表示“是学生”），如果是“非学生”则赋值false。
Console.WriteLine($"姓名：{name}，年龄：{age}，是否为学生：{isStudent}");：
o使用字符串插值（$符号开头，{变量名}嵌入变量值），将变量值直接插入字符串中，比传统的Console.WriteLine("姓名：{0}...", name, age)更简洁。
age = 21;：修改age的值，体现变量的“可变性”——内存中的数据可以被覆盖更新。
2.1.2 常量：不可修改的“静态容器”
概念与作用
常量（Constant） 是程序中值固定不变的量，声明时必须初始化，且后续无法修改。适合存储程序中固定的、重复使用的值（如数学常数、固定配置）。
语法规则
声明常量的基本语法：
csharp
const 数据类型 常量名 = 值; // 必须初始化，且值不可修改
实例2-2：用常量定义圆周率π，计算圆面积
需求：定义常量存储圆周率π（3.14159），输入圆的半径，计算并输出圆的面积（面积公式：π×半径²）。
csharp
using System;
class ConstantDemo
{
static void Main()
{
// 声明常量π（值固定，不可修改）
const double Pi = 3.14159; // const关键字标记常量，double类型（双精度小数）
// 提示用户输入半径（变量存储动态输入的值）
Console.Write("请输入圆的半径："); // Write不换行，WriteLine换行
string radiusInput = Console.ReadLine(); // 读取用户输入的字符串
double radius = double.Parse(radiusInput); // 将字符串转换为double类型（小数）
// 计算面积（使用常量Pi）
double area = Pi * radius * radius; // 面积 = π × 半径 × 半径
// 输出结果（保留2位小数）
Console.WriteLine($"圆的面积为：{area:F2}"); // {area:F2}表示保留2位小数
}
}
逐行代码讲解：
const double Pi = 3.14159;：
oconst：常量关键字，标记Pi的值在编译时确定且不可修改。
odouble：数据类型，表示双精度浮点数（64位），适合存储带小数的值（如π、半径、面积）。
oPi：常量名，遵循Pascal命名法（首字母大写），通常常量名全大写（如PI），此处用Pi更易读。
o3.14159：常量的初始值，必须是编译时可确定的值（如直接写数字、字符串字面量，不能用变量或表达式）。
Console.Write("请输入圆的半径：");：Write方法在控制台输出文本但不换行，等待用户输入。
string radiusInput = Console.ReadLine();：ReadLine()读取用户输入的一行文本，存储到radiusInput变量（字符串类型）。
double radius = double.Parse(radiusInput);：double.Parse将字符串转换为double类型（如用户输入“5”，转换为5.0），如果输入非数字（如“abc”），会抛出异常（后续章节会讲解异常处理）。
double area = Pi * radius * radius;：使用常量Pi计算面积，由于Pi不可修改，确保每次计算使用的π值一致，避免因误改导致结果错误。
Console.WriteLine($"圆的面积为：{area:F2}");：{area:F2}是格式说明符，表示将area四舍五入保留2位小数（如计算结果为78.53975，输出78.54）。
2.1.3 知识点扩展与延伸
一、变量的核心扩展
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变量命名规则（必须遵守！）
只能包含字母、数字、下划线（_），且不能以数字开头（如age2合法，2age不合法）。
不能使用C#关键字（如int、class、if等，关键字是语言保留的特殊单词）。
区分大小写（age和Age是两个不同的变量）。
建议：
o局部变量/参数：用驼峰命名法（首字母小写，如studentName、itemCount）。
o类/方法/常量：用Pascal命名法（首字母大写，如Person、CalculateArea、Pi）。 -
变量的作用域（“可见范围”）
变量只能在声明它的代码块（{}内）中使用，称为“作用域”：
csharp
if (true)
{
int x = 10; // 局部变量，作用域仅限于if代码块内
Console.WriteLine(x); // 合法：在作用域内
}
Console.WriteLine(x); // 错误：x超出作用域，编译器无法识别
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未初始化的变量是否有默认值？
局部变量（方法内声明的变量）：必须显式初始化才能使用，否则编译报错（C#强制要求，避免使用未定义的值）。
csharp
int a;
Console.WriteLine(a); // 错误：使用了未赋值的局部变量“a”
成员变量（类中声明的变量）：未初始化时会自动赋予默认值（值类型为0/0.0/false，引用类型为null）：
csharp
class MyClass
{
int num; // 成员变量，默认值0
string str; // 成员变量，默认值null（空引用）
}
二、常量的核心扩展
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const的限制：只能存储“编译时常量”
const常量的值必须在编译时确定，不能用变量或运行时计算的表达式初始化：
csharp
int a = 5;
const int b = a; // 错误：a是变量，值在运行时确定，不能初始化const常量
const int c = 10 + 20; // 合法：10+20是编译时可计算的表达式（结果30）
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readonly与const的区别（“运行时常量”）
如果需要一个“运行时才能确定值”且后续不可修改的量，用readonly（只读变量），而非const：
csharp
class Circle
{
const double PiConst = 3.14; // 编译时常量，值固定
readonly double PiReadonly; // 运行时常量，可在构造函数中初始化
public Circle(double pi)
{
PiReadonly = pi; // 在构造函数中赋值（运行时确定）
}
}
const：编译时替换（代码中所有PiConst会被直接替换为3.14），性能略高，但值完全固定。
readonly：运行时赋值（可从配置文件、数据库读取值），灵活性更高，但只能在声明时或构造函数中修改。
总结
变量：存储动态数据，值可修改，声明时可先不初始化（局部变量需使用前初始化），适合存储程序运行中变化的数据（如用户输入、计算结果）。
常量：存储固定数据，值不可修改，声明时必须初始化，适合存储程序中不变的值（如数学常数、固定配置）。
核心语法：变量用数据类型 变量名;声明，常量用const 数据类型 常量名 = 值;声明。
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