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C#基础知识（1）

欢迎来到C#基础知识介绍，其实很多C#语法都可以在网上找到，这里不会详细介绍这些基础（因为实在太多了，没法在两章全部覆盖），所以我建议大家自己先从网上找到一些C#教程并对着这些教程学习。裙中世界主要是将这些C#知识与Mod联系起来，让你们知道这些语法知识在Mod制作里面都有实际的用处。

书籍推荐：《C#入门经典》，MSDN

基本数据类型

通过前几章的魔改物品属性，我们会发现对于每个物品的属性来说，我们想要修改的值在代码里有不同的表示方式，比如： 

// 伤害的数值，是一个数字
item.damage = 123;
// 击退的数值，是一个小数，后面跟了一个f（为啥要这样呢？）
item.knockBack = 0.25f;
// 只有是和否的属性，要么设置为true要么false
item.autoReuse = false;
// 这……，如果你善用VS会发现它等同于数字
item.UseSound = SoundID.Item36;
// 手枪是个名字，为什么一定要被引号引起来？
DisplayName.SetDefault("手枪");
// AddIngredient为什么一定要这么写？
recipe1.AddIngredient(ItemID.IronBar, 10);

以后我们会看到，还有更多更怪异的的属性设置方式。那么这些值到底代表什么意思，什么时候应该用什么样的值呢？不要着急，我们慢慢讲。

整数

我们在VS中把鼠标移到item.damage以及它后面的数字上

可以看到，当鼠标移上去以后，提示了一段文字(字段) int Item.damage，这段话什么意思呢？我先要解释一下(字段)是什么。 字段就是一个类型的属性，比如这个类型是Item（物品），用通俗的语言说就是，这个物品（英文：Item）有一个属性叫做damage（伤害）。这个.就代表了“的”的意思，物品的伤害属性(Item.damage)。

接下来我们重点关注int，首先它是个整数类型，也就是说，只能用-1, 0, 35, 114514来表示这样的数字。注意到第二张图我们有一个32位带符号整数。首先32位代表这个整数是用32个比特来表示的，带符号的意思就是可以是负数，这样的数据有一个范围\([-2^{31}, 2^{31}-1]\)，如果你设置了一个很大的数很有可能实际上变成了负数。那么为什么会这样呢？我有点想讲但是这可能一章都讲不完QAQ。所以还是留到第四部分再讲吧。除此之外整数还有byte, short和long等等类型，他们代表的不同的位数。

浮点型（小数）

浮点型，就是带着小数的数字，如-1e18, 1.0, 114.514f，因为整数型是没有办法带小数的，所以C#引入了小数类型来方便计算。同样我们还是来看一下VS里面的效果：

我们可以看到，这个属性是一个float类型，并且在C#中，这个类型叫做单精度浮点数字，那么什么是单精度呢？就是说正浮点数是用32位表示的，精度范围比较低。那么有单精度肯定就有双精度了（不要问啥是三精度）。double类型就是双精度，他用64位来表示一个浮点数，比float精度更高，范围更大。

值得一提的是，float的值一定要加一个f，如果你不加，那么C#就会认为这个数值是double类型，但是XNA系统都是依靠float的，所以这点要注意。

什么是精度呢，因为计算机中表示一个小数是不能完全表示全的，比如 \(3.141592653\cdots\) ，你总不可能把所有位数都显示出来吧，给你整个宇宙都装不下的。这时候就要强制削减小数的精准度，取一个近似这个小数，能在计算机中表示的小数值，至于这个近似的数和原来的小数有多大偏差，我们就叫它精度。double的精度比float高很多（不一定是两倍）。 至于计算机怎么做到表示小数的，留到第四部分讲，我可以告诉你们它跟你们想的可能完全不同。

那就奇怪了，double既然比float要好，为什么不用double呢。那是因为，double占用内存占用的比float多一倍，而且对于2D图形渲染来说，不需要那么高的精准度，所以综合下来选择float更好。

如果你在给float类型的数据赋值的时候，漏掉了末尾的f会怎么样呢

会被VS画上红线，告诉你你使用了double而不是float。如果想把double类型强制降低精度变成float就要用强制转换。

// 强制把双精度类型114.514转化为单精度
float XXX = (float)114.514;

float a = 1.0f;
a = (float)(a * 1.5);

浮点数的取值范围非常广，暂时不需要担心有上限，起码在TR里面。

布尔值（真假）

我们接下来在VS中把鼠标移到autoReuse上

所谓布尔值，其实只是个名字而已，代表的含义就是这种数据类型只有两个选择，要么是（true），要么否（false）。这个大家心里应该有这个概念，了解一下就行了。 值得一提的是，bool值虽然只有0，1两个选项，但是占用的空间却有8位。

字符串类型（string）

用引号引起来的值就是字符串类型，它代表着一段文本。观察一下物品的名字设定：

// 物品的描述，加入换行符 '\n' 可以多行显示哦
Tooltip.SetDefault("What is this blade made of?\n" +
    "Ohh, Iron...");
// 同理，我们加一个中文的翻译（？？？我们不本来就是中国人？
Tooltip.AddTranslation(GameCulture.Chinese, "它是由什么做的？\n" +
    "哦铁啊，那没事了");

那么问题来了，\n到底是个什么东西呢，其实它代表的就是一个换行符，也就是按下回车键以后的效果。这种以\开头，与显示效果不同的符号，我们叫做转义字符，以后或许还会遇到更多的这样的字符。C#里字符编码是UTF-16。

那么字符串的组成部分是什么呢？你可能已经猜到了，是字符，也就是单个字'a', 'b', '\n'这样的，字符串其实是由零个或多个字符组成的。字符在C#里的类型是char。

其他类型

如果说刚才的几种类型我们叫做基本值类型，也就是C#自带的值类型。那么接下来要讲的Vector2这个类型就不是基本值类型了，我们可以管它叫自定义值类型。比如说玩家的位置player.position就用到了这个类型

可以看到VS标记出的类型连颜色都变了，那么这个浅绿色的名字就代表这是一个自定义值类型。那么你可能注意到了，自己声明的类名以及玩家NPC等等，他们的颜色都是青色的，这是什么类型？

这就是引用类型了，你所声明的所有class（类）都是引用类型

我们的声音ID其实不是id，而是一个引用类型的实例，所以我们不能给它一个数字。

注意，不同自定义数据类型之间不能直接赋值，除非定义了转化的规则。但是某些基本数据类型之间是可以隐式转换的，比如float转double。

这里有一张基本数据类型的表，我就不多做讲解了，有兴趣的同学自己研究一下吧。

类型 代表含义 取值范围
bool 布尔值 \(true\) 和 \(false\)
byte 8位无符号整数 \([0, 255]\)
char 16位
  Unicode 编码字符		 U+0x0000 ~ U+0xFFFF
decimal 128位高精度数字值并且带28-29个有效位 (\([-7.9\times 10^{28}, 7.9\times 10^{28})] + 1 \cdots 28\)
double 64位双精度浮点数 \([\pm 5.0\times 10^{-324}, \pm 1.7\times 10^{308}]\)
float 32位单精度浮点数 \([\pm 1.5\times 10^{-45}, \pm 3.4\times 10^{38}]\)
int 32位带符号整数 \([-2147483648, 2147483647]\)
long 64位带符号整数 \([-9223372036854775808, 9223372036854775807]\)
sbyte 8位带符号整数 \([-128, 127]\)
short 16位带符号整数 \([-32768, 32767]\)
uint 32位无符号整数 \([0, 4294967295]\)
ulong 64位无符号整数 \([0, 18446744073709551615]\)
ushort 16位无符号整数 \([0, 65535]\)

数组（聚合类型）

数组是一个存储相同类型元素的固定大小的顺序集合。为什么会有数组呢？假设我们需要100个int变量，我们总不可能是真的给他们命名为 \(a_1, a_2, a_3 \cdots a_{100}\) 吧。数组的作用就是把他们都变成一个变量假设叫array，那么我们要访问第 \(i\) 个元素就可以很轻松的使用array[i]。原版的很多字段都是数组，比如玩家的背包就是一个Item数组。

注意：数组的下标从 \(0\) 开始，到 \(n-1\) 截止， \(n\) 就是数组的大小（总元素个数）

数组的声明方法有点不太一样：

<数据类型>[] <名字>;
// 生成一个叫numbers的float数组
float[] numbers;

但是这个数组是没有被初始化的，如果你直接使用它肯定会运行时报错。所以我们需要初始化一个初始大小：

// 生成一个叫numbers的float数组，初始化里面有100个元素
float[] number = new float[100];

给数组里面的变量赋值：

// 给第10个元素（数组下标9）赋值3.1415f
number[9] = 3.1415f;

获取数组里面的值也是一样直接在方括号里填入下标。注意下标别出界了（超出数组大小或者为负数），否则会报运行时错误IndexOutOfBoundException。

Main.NewText函数

接下来我要介绍的这个Main.NewText函数是一个非常有用的函数，他能在屏幕输出一些信息。比如说当你挥动近战武器的时候告诉你玩家的位置：

public override bool UseItem(Player player) {
    Main.NewText($"玩家的坐标: X = {player.position.X}, Y = {player.position.Y}");
    return base.UseItem(player);
}

于是你就能看到

这个$"XXX{变量名}XX"语法其实是C#6以后才有的，它能直接把变量的值插入到字符串里面，于是你就能看到玩家的坐标被正确的显示出来了。

我们还可以改文字的颜色，具体关于函数的信息我们会在下一章去讲。如果你们对C#语法某个概念不理解不妨就把那个变量或者执行结果用Main.NewText打印在屏幕上吧。

Main.NewText($"玩家的坐标: X = {player.position.X}, Y = {player.position.Y}", Color.Red);

条件语句

条件表达式的值一定是bool类型，比如

// 大于
1 > 2
// 大于等于
1 >= 2
// 等于
1 == 2
// 自定义类型等于判定
a.Equals(b)
// 如果A本身就是bool类型
A

If语句

If语句有以下几种写法

if (<条件>) {
    /* 如果条件为true将执行的语句 */
}
if (<条件>) {
    /* 如果条件为true将执行的语句 */
}
else {
    /* 如果条件为false将执行的语句 */
}
if (<条件>) {
    /* 如果条件1为true将执行的语句 */
}
else if (<条件2>){
    /* 如果条件1为false但是条件2是true将执行的语句 */
}
else if (<条件3>){
    /* 如果条件1和2为false但是条件3是true将执行的语句 */
}
else {
    /* 如果条件123都是false将执行的语句 */
}

比如我们想让模板剑在白天黑夜、肉山前/后射出不同的弹幕，那么可以怎么写呢？

首先白天黑夜可以用Main.dayTime判定，具体哪个是白天黑夜我们可以用Main.NewText得知，也可以直接看名字得知。肉山前后用的是Main.hardMode这个字段。有了这些信息我们就可以开始写判定语句了。

public override bool Shoot(Player player, ref Vector2 position, ref float speedX, ref float speedY, ref int type, ref int damage, ref float knockBack) {
    if (!Main.hardMode && Main.dayTime) { // 肉山前，白天
        type = ProjectileID.LightBeam;
    } else if (!Main.hardMode && !Main.dayTime) { // 肉山前，夜晚 
        type = ProjectileID.NightBeam;
    } else if (Main.hardMode && Main.dayTime) { // 肉山后，白天 
        type = ProjectileID.SwordBeam;
    } else if (Main.hardMode && !Main.dayTime) { // 肉山后，夜晚 
        type = ProjectileID.TerraBeam;
    }
    return true;
}

!Main.dayTime的意思是把这个bool变量的值取反，也就是假的变成真的，真的变成假的，这句话的意思是当不是白天，也就是夜晚的时候，执行后续代码。进游戏测试一下效果

嗯，效果非常好。但是你知道吗，If语句也是可以嵌套的，我们可以先判是不是肉山后，然后再判定是不是白天：

if (Main.hardMode) {
    // 肉后的情况
    if (Main.dayTime) {
        type = ProjectileID.SwordBeam;
    } else {
        type = ProjectileID.TerraBeam;
    }
} else {
    // 肉前的情况
    if (Main.dayTime) {
        type = ProjectileID.LightBeam;
    } else {
        type = ProjectileID.NightBeam;
    }
}

这样看上去是不是简洁多了？但是我们还可以让它更简洁，需要用到一个叫做三元操作符的东西：

<条件> ? <条件为true的值> : <条件为false的值>

于是我们可以这么写，变得非常短

if (Main.hardMode) {
    type = Main.dayTime ? ProjectileID.SwordBeam : ProjectileID.TerraBeam;
} else {
    type = Main.dayTime ? ProjectileID.LightBeam : ProjectileID.NightBeam;
}

虽然可以把Main.hardMode也优化掉，但是三元操作符不能乱用，当条件多的时候，三元运算符会让这行代码变得非常长而且难以看懂。

当然我们还有一种条件语句是switch，因为用的少所以这里就不介绍了，大家就自己参考其他C#教程了呗。

循环语句

循环语句的作用就是防止重复，比如我要生成500个粒子，你难道真的写500行Dust.NewDust()？就算500你能写下，那\(1.14514 \times 10^9\)个呢？就算你能写下，硬盘也不一定装的下，就算你装得下，如果我不能预先知道要重复多少次呢？

while语句

while (<条件>) {
    // 满足条件时执行的语句
}

while语句会重复执行{}里面的内容，直到条件不满足，如果一开始条件就不满足，那么就不会执行任何一个语句。如果你的语句内容和条件无关或者无法让条件为false的话，那么这个循环语句可能会一直卡在这里，这种情况我们称为死循环，比如这就是一个标准的死循环：

while (true) {
    // 里面什么都没有
}

但是即使条件永远不会变成false，你也可以结束这个循环，那就是用break语句。

while (true) {
    // 强行跳出循环
    break;
}

比如我们想实现一个物品，当玩家背包里有模板剑才可以使用，那么我们怎么写呢？首先我们要知道如何访问玩家的背包，我可以告诉你们是player.inventroy，我们可以利用函数player.inventory.Length获取数组大小。

明确一下我们需要做的事情，首先把player.inventroy里面所有的Item都获取到，然后判定其中是否有item.type是模板剑的，只要我们找到一个就知道背包里有模板剑了，就可以直接退出循环。但是我们不能让下标出界，那么可以从0开始直到player.inventory.Length结束。这样我们就可以写代码了：

// 数组的下标
int i = 0;
// 这个变量表示有没有模板剑
bool hasSword = false;
// 如果下标小于数组大小
while (i < player.inventory.Length) {
    if (player.inventory[i].type == ModContent.ItemType<SkirtSword>()) {
        hasSword = true;
        // 发现模板剑提前结束循环
        break;
    }
    // 下标加一，准备获取下一个物品
    i++;
}

输出hasSword这个变量测试了一下效果不错。 注意那个i++，一元运算符++使用方法是变量名++;或++变量名，意义是该变量自增1。如果变量名写在++后面，那么就返回增加后的值，否则返回增加前的值。

但是这么写好像有点长，有没有方法简化一下呢？

for语句

for ( <初始化> ; <条件> ; <每次循环结束后执行的语句> ){
    // 满足条件后执行的语句
}

初始化语句和每次循环结束后执行的语句都不是条件语句，而是单纯的语句。下面是 for 循环的控制流：

  1. <初始化> 会首先被执行，且只会执行一次。这一步可以声明并初始化任何循环控制变量。也可以不在这里写任何语句，只要有一个分号出现即可。
  2. 接下来，会判断 <条件>。如果为true，则执行循环主体。如果为false，则不执行循环主体，并且跳出这个for语句。
  3. 在执行完 for 循环主体后，控制流会跳回上面的 <每次循环结束后执行的语句>。该语句允许您更新循环控制变量。和初始化一样，语句可以留空，只要在条件后有一个分号出现即可。
  4. 条件再次被判断。如果为true，则执行循环，这个过程会不断重复。在条件变为false时，for 循环终止。

那么我们就可以把刚才的代码改成这样：

bool hasSword = false;
// 下标在这
for (int i = 0; i < player.inventory.Length; i++) {
    if (player.inventory[i].type == ModContent.ItemType<SkirtSword>()) {
        hasSword = true;
        // 发现模板剑提前结束循环
        break;
    }
}

那么还可不可以更简洁？（我是不是有短码强迫症）

foreach语句

foreach语句是C#的一个语法糖，什么叫语法糖呢？就是为了方便编写程序而设计的一种语法，foreach本质上可以用for循环代替（注意：反之不行）但是foreach比for更简单好写，但是遗憾的是，很多情况下foreach都用不了。

foreach (var <变量名> in <数组或者迭代器>) {
    // 执行循环语句
}

只有<数组或者可迭代的类型>才可以使用foreach语句，它会遍历数组中的每一个元素，然后你的<变量名>就是当前正在访问的元素的实例。

于是我们可以这么写：

bool hasSword = false;
foreach (var item in player.inventory) {
    if (item.type == ModContent.ItemType<SkirtSword>()) {
        hasSword = true;
        break;
    }
}

看上去是不是更加简单了呢？于是我们就完成判定玩家背包是否存在某个物品的代码了，我们可以用它完成饰品组合技的这个功能了！

这下你们能理解第一部分所讲的代码了吗？

练习

基础

  1. 假设我想让武器射出的弹幕伤害是原来的3.14159倍，那么应该如何改呢？答案
    // 注意强制转换
damage = (int)(damage * 3.14159);
  2. 如何把字符串转化为int类型？double类型？答案
    // string转int
int a = Convert.ToInt32("114514");
// string转double
double b = Convert.ToDouble("3.14159");
double c = Convert.ToDouble("1.07e9");

// 猜猜会发生什么
int d = Convert.ToDouble("1.07e9");
int e = Convert.ToInt32("2147483647114514");
  3. 假设A，B都是bool值，写一个if语句判断是否出现：A和B不同时为真或者同时为假。答案
    if ((A && !B) || (!A && B)) { }
    // 或者如果对位操作比较熟悉 
    if (A ^ B) {}
  4. 假设A，B，C都是bool值，写一个if语句判断是否出现：ABC中存在两个值都为真。答案
    if ((A && B) || (A && C) || (B && C)) { }
  5. 写出这个循环语句最后A的值 
    int A = 0;
for(int i = 0; i < 100; i++) {
    A += i;
}
    答案
    初始A是0，初始i是0，i最后会是99，每次循环i加1。于是我们有\[0+1+2 + \dots + 99 = \sum_{i=0}^{99} i = 4950\]
  6. 写出这个循环语句最后A的值 
    int A = 0;
for(int i = 0; i <= 100; i += 2) {
    A += i;
}
    答案
    初始A是0，初始i是0，i最后会是100，每次循环i加2。于是我们有\[0+2+4 + \dots + 100 = \sum_{i=0}^{50} 2i = 2550\]
  7. 写一段代码，获取世界里所有NPC的生命值总和答案
    long sum = 0;
foreach (var npc in Main.npc) {
    // 只有npc.active才是真实存在在世界的npc
    if (npc.active) sum += npc.lifeMax;
}

进阶

  1. 这段代码的执行结果sum的值是？（如果你尝试运行了，祝你好运） 
    long sum = 0;
for (int i = 0; i < 1000; i++)
    for (int j = i; j < 1000; j++)
        for (int k = j; k < 1000; k++)
            for (int l = k; l < 1000; l++)
                for (int m = l; m < 1000; m++) sum++;
return sum;
  2. 这段代码的执行结果sum的值是？ 
    long sum = 0;
for (int i = 0; i < 1000; i++)
    for (int j = 0; j < 1000; j++)
        for (int k = 0; k < 1000; k++)
            for (int l = 0; l < 1000; l++)
                for (int m = 0; m < 1000; m++) sum++;
return sum;
  3. 如何初始化多维数组？初始化引用类型的数组会有什么问题？
  4. 查询一下运算优先级表，这段代码会输出什么？35 & 324 % 3 + 35 * 26 / 2 % 100
  5. 查一下关于List的资料，与数组相比，List有哪些优缺点？
  6. 泰拉瑞亚原版里世界物品，NPC，弹幕，物块数组都有多大？

《C#基础知识（1）》有16个想法

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