【C# Programming】编程入门：方法和参数

一、方法

1、方法的定义

由一系列以执行特定的操作或计算结果语句组成。方法总是和类关联，类型将相关的方法分为一组。

方法名称
形参和实参(parameter & argument)
返回值

2、命名空间

一种分类机制，用于组合功能相关的所有类型。命名空间是分级的，级数可以是任意。命名空间层级一般从公司名开始，然后是产品名，最后是功能领域，例如：

Microsoft.Win32.Networking

主要用于按照功能领域组织，以便更容易查找和理解它们。除此之外，命名空间还有助于防止类型名称发生冲突.

3、作用域

可以通过非限定名称引用到的区域
对于某个类型中一个方法的调用，如果这个方法在类型中声明，那么对该方法的调用不需要使用类型限定符；类似的，一个类型对声明了它的整个命名空间也都在作用域内。

二、表达式

1、表达式主题成员

表达式主体成员提供了一种更简洁、更可读的成员实现

Member	Supported as of...
Method	C# 6
Constructor	C# 7
Finalizer	C# 7
Property Get	C# 6
Property Set	C# 7
Indexer	C# 7

语法：member => expression

2、表达式主体方法

表达式主体方法使用箭头操作符 (=>) 将单个表达式分配到一个属性或方法来替代语句体，如果方法有返回值，该表达式返回值必须与方法返回类型相同；如果方法无返回值，则表达式执行一系列操作。

public class Person 
{ 
     public Person(string firstName, string lastName) 
     { 
         fname = firstName; 
         lname = lastName; 
     }
     private string fname; 
     private string lname; 
     public override string ToString() => $"{fname} {lname}".Trim();
     public void DisplayName() => Console.WriteLine(ToString());
 }

三、方法声明

C# 不支持全局方法，所有方法都必须在某个类型中。

public class Program
{
    public static void ChapterMain()
    {
        string firstName, lastName, fullName, initials;
        System.Console.WriteLine("Hey you!");
        firstName = GetUserInput("Enter your first name: ");
        lastName = GetUserInput("Enter your last name: ");
        fullName = GetFullName(firstName, lastName);
        initials = GetInitials(firstName, lastName);
        DisplayGreeting(fullName, initials);
    }
    static string GetUserInput(string prompt)
    {
        System.Console.Write(prompt);
        return System.Console.ReadLine();
    }
    static string GetFullName(  string firstName, string lastName) => $"{ firstName } { lastName }";
    static void DisplayGreeting(string fullName, string initials)
    {
        System.Console.WriteLine($"Hello { fullName }! Your initials are { initials }");
    }
    static string GetInitials(string firstName, string lastName)
    {
        return $"{ firstName[0] }. { lastName[0] }.";
    }
}

四、Main() 的返回值和参数

C# 支持在执行程序时提供命令行参数，并运行从Main() 方法返回状态标识符，当需要从非Main()方法中访问命令行参数时，可用System.Environment.GetcommandLineArgs() 方法：

public static int  Main(string[] args)
{
    int result;
    string targetFileName, string url;
    switch(args.Length)
    {
        default:
            Console.WriteLine("ERROR:  You must specify the "+ "URL and the file name"); // Exactly two arguments must be specified; give an error.
            targetFileName = null;
            url = null;
            break;
        case 2:
            url = args[0];
            targetFileName = args[1];
            break;
    }
    if(targetFileName != null && url != null)
    {
        using (HttpClient httpClient = new HttpClient())
        using (HttpRequestMessage request = new HttpRequestMessage(HttpMethod.Get, url))
        using (HttpResponseMessage message = httpClient.SendAsync(request).Result)
        using (Stream contentStream = message.Content.ReadAsStreamAsync().Result)
        using (FileStream fileStream = new FileStream(targetFileName, FileMode.Create, FileAccess.Write, FileShare.None))
        {
            contentStream.CopyToAsync(fileStream);
        }
        return 0;
    }
    Console.WriteLine("Usage: Downloader.exe <URL> <TargetFileName>");
    return 1;
}

五、方法的参数

1、值参数

C# 中，参数传递默认是值传递的，也就是说，参数表达式的值会复制到目标参数中。

对于值类型参数，方法获得是值的副本，所以方法内无法改变实参的值
对于引用类型参数，方法获得的是引用（地址）的副本，方法可以改变引用对象的值

public static void ChapterMain()
{
    string fullName;
    string driveLetter = "C:";
    string folderPath = "Data";
    string fileName = "index.html";
    fullName = Combine(driveLetter, folderPath, fileName);
    Console.WriteLine(fullName);
}
static string Combine(string driveLetter, string folderPath, string fileName)
{
    string path;
    path = string.Format("{1}{0}{2}{0}{3}", System.IO.Path.DirectorySeparatorChar, driveLetter, folderPath, fileName);
    return path;
}

2、引用参数（ref）

ref 关键字表明参数是通过引用传递而不是值传递。无论实参是值类型还是引用类型，都可以通过引用传递
如果方法定义使用了ref 关键字，调用方法时实参前必须显式使用ref 限定
使用ref 限定的实参必须在调用前初始化
对于值类型参数，引用传递使得方法可以改变实参的值

class RefExample 
{ 
    static void Method(ref int i)
    { 
        i = i + 44;
    } 
    static void Main() 
    { 
        int val = 1; 
        Method(ref val); 
        Console.WriteLine(val); // Output: 45 
    }
}

对于引用类型参数，引用传递使得方法不仅可以改变引用对象的值，也可以更换引用参数引用的对象

class RefExample2
{
    static void Main()
    {
        Product item = new Product("Fasteners", 54321);// Declare an instance of Product and display its initial values.
        System.Console.WriteLine("Original values in Main.  Name: {0}, ID: {1}\n", item.ItemName, item.ItemID);
        ChangeByReference(ref item); // Pass the product instance to ChangeByReference.
        System.Console.WriteLine("Back in Main.  Name: {0}, ID: {1}\n", item.ItemName, item.ItemID);
    }
    static void ChangeByReference(ref Product itemRef)
    {
        // Change the address that is stored in the itemRef parameter.   
        itemRef = new Product("Stapler", 99999);
        itemRef.ItemID = 12345;
    }
}
class Product
{
    public Product(string name, int newID)
    {
        ItemName = name;
        ItemID = newID;
    }
    public string ItemName { get; set; }
    public int ItemID { get; set; }
}

3、out参数

类似ref，out也表明参数是通过引用传递而不是值传递；方法定义时形参指定了out，调用时实参也必须使用out 显式指定
out 和ref 区别如下：
1. 使用out限定的实参不必在调用前初始化
2. 方法在返回前必须对所有out参数赋值，编译器会检查所有返回路径确保所有的out 参数被赋值
out 常用于需要从方法返回多个值的场合

class OutReturnExample
{
    static void Method(out int i, out string s1, out string s2)
    {
        i = 44;
        s1 = "I've been returned";
        s2 = null;
    }
    static void Main()
    {
        int value;
        string str1, str2;
        Method(out value, out str1, out str2);
    }
}

4、参数数组（param)

通过在方法参数前显式指定 param, C# 允许在调用方法时提供可变数量参数

参数数组不一定是方法的唯一参数，但必须是方法最后一个参数
实参的类型必须兼容与参数数组中元素的类型
调用者既可以传递以逗号分隔的参数，也可以显式使用数组
调用者可以指定和参数数组对应的零个实参

public static void ChapterMain()
{
    string fullName;
    fullName = Combine(Directory.GetCurrentDirectory(), "bin", "config", "index.html");   // Call Combine() with four parameters
    Console.WriteLine(fullName);
    fullName = Combine(Directory.GetParent(Directory.GetCurrentDirectory()).FullName, "Temp", "index.html");     // Call Combine() with only three parameters
    Console.WriteLine(fullName);
    fullName = Combine( new string[] {$"C:{Path.DirectorySeparatorChar}", "Data", "HomeDir", "index.html" });     // Call Combine() with an array
    Console.WriteLine(fullName);
}
static string Combine(params string[] paths)
{
    string result = string.Empty;
    foreach (string path in paths)
        result = System.IO.Path.Combine(result, path);
    return result;
}

5、命名参数（named argument）

调用者显式地为一个参数赋值

调用者能以任何次序指定参数
当命名参数和常规方法混合使用时，命名参数必须在所有常规参数传递之后

static void Main(string[] args)
{
    PrintOrderDetails("Gift Shop", 31, "Red Mug"); // The method can be called in the normal way, by using positional arguments.
    // Named arguments can be supplied for the parameters in any order.
    PrintOrderDetails(orderNum: 31, productName: "Red Mug", sellerName: "Gift Shop");
    PrintOrderDetails(productName: "Red Mug", sellerName: "Gift Shop", orderNum: 31);
    // Named arguments mixed with positional arguments are valid  as long as they are used in their correct position.
    PrintOrderDetails("Gift Shop", 31, productName: "Red Mug");
    // However, mixed arguments are invalid if used out-of-order. The following statements will cause a compiler error.
    // PrintOrderDetails(productName: "Red Mug", 31, "Gift Shop");
    // PrintOrderDetails(31, sellerName: "Gift Shop", "Red Mug");
    // PrintOrderDetails(31, "Red Mug", sellerName: "Gift Shop");
}
static void PrintOrderDetails(string sellerName, int orderNum, string productName)
{
    if (string.IsNullOrWhiteSpace(sellerName))
        throw new ArgumentException(message: "Seller name cannot be null or empty.", paramName: nameof(sellerName));
    Console.WriteLine($"Seller: {sellerName}, Order #: {orderNum}, Product: {productName}");
}

6、可选参数（optional arguments）

方法定义时可指定参数是否可选。方法调用时必须提供所有非可选参数，允许忽略可选参数。
每个可选参数都必须有缺省值，缺省值为以下类型之一
1. 常量表达式
2. 形如 new valType 的表达式; valType 为值类型，比如：struct 和 enum
3. 形如 default(valType) 的表达式; valType为值类型
可选参数类型必须在所有非可选参数之后定义。
方法调用时，如果为某一可选参数提供了值，该参数之前的所有可选参数都必须指定值；但是使用命名参数可以忽略该规则

可选参数例子：

static void Main(string[] args)
{
    // Instance anExample does not send an argument for the constructor‘s optional parameter.
    ExampleClass anExample = new ExampleClass();
    anExample.ExampleMethod(1, "One", 1);
    anExample.ExampleMethod(2, "Two");
    anExample.ExampleMethod(3);
    // Instance anotherExample sends an argument for the constructor‘s optional parameter.
    ExampleClass anotherExample = new ExampleClass("Provided name");
    anotherExample.ExampleMethod(1, "One", 1);
    anotherExample.ExampleMethod(2, "Two");
    anotherExample.ExampleMethod(3);
                        
    // You cannot leave a gap in the provided arguments.
    //anExample.ExampleMethod(3, ,4);
    //anExample.ExampleMethod(3, 4);
    // You can use a named parameter to make the previous statement work.
    anExample.ExampleMethod(3, optionalint: 4);
}
class ExampleClass
{
    private string _name;
    public ExampleClass(string name = "Default name")
    {
        _name = name;
    }
    public void ExampleMethod(int required, string optionalstr = "default string", int optionalint = 10)
    {
        Console.WriteLine("{0}: {1}, {2}, and {3}.", _name, required, optionalstr, optionalint);
    }
}

六、方法重载

类似于C++， C# 也支持方法重载。C# 根据参数类型和参数个数选择最匹配的方法

命名参数和可选参数影响重载规则

如果方法每个参数或者是可选的，或按名称或位置恰好对一个实参，且该实参可转换为参数的类型，则方法成为候选项。
如果找到多个候选项，则首选转换的重载规则应用于显式指定的实参。忽略调用者没有提供实参的所有可选参数。
如果两个候选项不相上下，优先选择没有使用缺省值的可选参数的候选项。这是重载决策中优先选择参数较少的候选项规则产生的结果。