程式語言最常做的就是計算，計算的值要放的地方就稱為變數。這篇文章會介紹C#的最基本變數開始帶大家寫數字計算的程式。

什麼是變數？

先這樣理解就好，就是電腦記憶體當中，規劃一個小區域來放你的值。其實不太懂也沒關係，寫著寫著就會通了。

變數怎麼用？

int a = 1; //定義變數 並給初始值
int b = 2;
int result; //定義變數 不給初始值，這時result會是0
result = a + b; //相加後result會是 3
Console.WriteLine("result ="+ result.ToString()); //把結果印在螢幕上

這段程式我定義了一個變數a，一個變數b，然後定義了result來存放a+b的結果。

兩個斜線開頭是指註解，寫好註解對於寫程式很重要，後續會教怎寫好註解。

那我要怎麼把這段程式放到C#執行？

開啟Visual Studio 2022

ˊ

開啟前一回安裝的Visual Studio 2022，可以在開始找到或直接搜尋，通常我會釘選在開始工作列中。

這邊可以跳過登入，選「暫時略過此步驟」。

開發的顏色環境選一個自己喜歡的就好，後續也可以改，然後按下「啟動Visual Studio」，前面這兩個步驟只會在第一次開VS會出現。

建立新的專案

搜尋主控台 → 選主控台應用程式(.NET Framwork)

建立Learning01專案（或你可以選一個你想要的專案名字，中文也可），位置可以選一個自己喜歡的硬碟位置。

VS的畫面東西非常多，先記住幾個常用的

1. 左邊方案總管是你程式碼專案的全部檔案，後續如果程式碼隨著需求越來越複雜就會拆成不同的檔案（先這樣記）。
2. 上方有存檔+執行程式。
3. 中間的區塊是你keyin程式碼的地方。

你會看到剛開起來的的程式碼長這樣

using System;
using System.CodeDom;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace Learning01
{
    internal class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
        }
    }
}

Using

using System;
using System.CodeDom;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

最開始的 using表示這程式用到的函數庫，讓程式執行時會一起載入。

Main()

static void Main(string[] args)
{
}

C＃的世界這是稱為Main的方法Method（也有人稱為函數，但在物件導向稱為方法）

程式碼會從Main裡面的第一行開始執行，稱為程式進入點

開始寫程式

程式碼先照著打，學寫程式要自己打程式碼。

int a = 1;
int b = 2;
result = a + b;
Console.WriteLine("result = "+ result.ToString());

編譯&執行(熱鍵F5)

程式碼要執行可簡化成幾個步驟說明。

1. 寫程式碼
2. 編譯程式碼（把程式碼轉換成執行檔），這是編譯器的工作。
3. 執行

新手先記得這三個步驟就好，裡面有很多細節先省略掉。

執行，（會直接一閃而過），為了看清楚輸出結果，這時我們要對程式碼下中斷點。

下中斷點(Interrupt)

程式的執行順序

程式碼是照著順序往下執行的，除非有遇到一些呼叫外部元件或者一些例外狀況。

程式碼運算的核心「＝」assign （賦值）

程式碼永遠都是等號左邊放結果要存的變數，右邊放算式，等號意思是assign 賦值，把右邊的計算結果存到等號左邊，幾乎所有的程式語言都是這樣做。

Example

a + b = c; //❌不能這樣寫
c = 1 + 5; //✔️可以這樣寫
c=1+5; //沒空格也OK，不過大家習慣把等號前後放空格，運算符號（+-*/）也放空格

程式碼的結尾

C#這個程式語言多數的程式碼每一行都有分號;作為結束，如果忘記打會出現錯誤提示。

可以程式碼視窗底下可以開啟錯誤清單。

註解

C#的註解有兩種格式

1. 單行註解，雙斜線 //我是註解
2. 多行註解，斜線星號/*我是多行註解*/

//程式用途
//計算BMI
//公式= 體重/(身高公尺*身高公尺)

/*
程式用途
計算BMI
公式= 體重/(身高公尺*身高公尺)
*/

然後很多人會這樣打

/**********************************
**程式用途
**計算BMI
**公式= 體重/(身高公尺*身高公尺)
***********************************/

註解的功能

新手先記住幾個程式的用途

1. 說明用途
2. 解釋邏輯
3. 備註還沒做的事情，稱為TODO

寫註解要避免的

1. 翻譯程式碼（不需要）
2. 寫誤導的註解。

變數類型

官方文件 內建類型 – C# reference | Microsoft Learn

C#的變數類型很多，新手先記住這幾個比較常用的。

1. 整數 int
2. 長整數 long
3. 小數 float
4. 更長的小數 double
5. 字串 string
6. 字元 char
7. 布林值 bool （只有存True/False，可以想像成電燈開關，只有開跟關）
8. 日期 Datetime
9. 十進位 decimal (跟錢有關的會用這個儲存)

其餘還有各種東西像是dynamic、object、List、Tuple (我隨意舉的)，不過新手先不用記太多。

運算符號（運算子）

官方參考 C# 運算子和運算式 – 列出所有 C# 運算子和運算式 – C# | Microsoft Learn

1. 加+
2. 減-
3. 乘*
4. 除/
5. 求餘數%

註：C#語言的次方是使用 Math.Pow(數字, 幾次方)。

運算符號的順序與括號

先乘除後加減

假如有段程式是這樣

int result = 9 + 3 * 8; //result = 33

多數的程式語言會先乘除後加減，如果你不太確定順序的話，可以用()控制執行的順序，放在()內的程式碼會優先執行。

int result ;
result = 9 + (3 * 8) ; //result = 33
result = (9 + 3) * 8 ; //result = 96

範例1 計算圓周率

計算週長 = 2πr ，r為半徑，π為3.14，半徑=9

這邊要用到小數計算的部分，因此

float pi = 3.14f; //小數要加上f
float r = 9;      //半徑
Console.WriteLine("半徑= " + r + " 圓週長= " + (2*pi*r)); //可以透過()在輸出時直接計算

輸出為

半徑= 9 圓週長= 56.52

範例2 計算BMI

BMI =  體重(公斤) / 身高²(公尺²)

分析題目：輸入體重、身高，輸出BMI。這邊要注意的點是身高轉換為公尺時候要在數字加上f。

float high = 180f/100f; //直接轉換身高cm為公尺，要用小數進行計算要加上f，不然結果會是1
float weight = 90f;    //體重
float BMI = weight / (high*high);
Console.WriteLine("身高= " + (high*100) + "CM 體重 = " + weight +"KG BMI = "+ BMI);

輸出為

身高= 180CM 體重 = 90KG BMI = 27.77778

計算的特殊寫法

1. i++;
2. ++i;
3. j--;
4. --j;
5. k+=數字;
6. m-=數字;

有些老師認為這寫法不適合新手，不過真的用很多。

只有單獨一行i++或++i

i++; //或 ++i;

效果等同

i = i + 1 ;

前面加上賦值時就很不同了，老工程師很愛這樣寫，C語言時代就留下的魔法。

int p = 3;
int i = 10;
p = i++; //p = 10; i的值會先存到p，再+1

int p = 3;
int i = 10;
p = ++i; //p = 11; i的值會先+1，再存到p

+= 跟 -=

int k = 1;
k += 100; //k = k +100; => 101

int m = 1;
m -= 100; //m = m - 100; => 99

使用變數的幾個原則

1. 使用前要先定義才能用。
2. 開頭不能是數字，❌2retult ❌3cm 。
3. 可以用中文命名，不過實際上打英文比較快，例如：✔️計算結果。
4. 同一個變數定義好之後，不能中途換型態，這邊先有這個概念就好，雖然dynamic變數型態是可以動態型態的。
5. 不同變數型態不能直接運算，要經過轉型，例如數字3不能直接加上字串ABC。
6. 命名要有意義。
7. 多數公司會有自己命名原則的內規，工作時盡量要遵守。
8. 可以底線開頭。

顯示變數內容

目前我們程式模式是「主控台應用程式」（不是視窗模式或網頁模式），要在螢幕上顯示文字或變數內容相當簡單。

換行輸出

每次都會換行

Console.WriteLine("文字");

範例：

Console.WriteLine("Hello World");//螢幕上印出Hello World文字
Console.WriteLine("我愛吃燒肉");  //螢幕上印出 我愛吃燒肉
Console.WriteLine("5" + "7");    //螢幕上印出57
Console.WriteLine(5 + 7);        //螢幕上印出12
Console.WriteLine(5 + "7");      //螢幕上印出57，前面的5會被轉換為文字再與7串接

不換行輸出

Console.Write("文字");

Console.Write("Hello World");
Console.Write("我愛吃燒肉");

輸出結果為

Hello World我愛吃燒肉

跳脫字元(Escape Character)

WIKI的解釋

這邊先記住幾個常用的跳脫字元

1. \r → 回到行首
2. \n → 換行
3. \r\n → 回到行首+換行，通常換行都這樣打。
4. \t → tab縮排
5. \\ → 輸出一個斜線 ，斜線是字串中的特殊字元，所以要輸出斜線通常要這樣寫。
6. \” → 輸出單引號「”」在字串中，通常單引號是代表字串開始or結束，所以文字要這樣寫。

註：後來為了要跨平台，換行符號會用 Environment.NewLine 替代

範例1 換行

Console.Write("Hello\r\nWorld");

輸出

Hello
World

範例2 換行

Console.Write("*\r\n**\r\n***\r\n****");
Console.WriteLine("*\r\n**\r\n***\r\n****");

輸出

*
**
***
*****
**
***
****

這邊因為第一個Console.Write結尾沒有換行，所以第二個Console.WriteLine的第一個*輸出會接在第一行輸出的結尾。偶而面試會考這種無聊題目。

範例3 成績

 Console.WriteLine("姓名\t國文\t英文\t數學");
 Console.WriteLine("孫小美\t15\t30\t90");
 Console.WriteLine("王妃\t90\t3\t100");

輸出

有沒有發現/t可以讓東西排整齊，它的原理其實類似縮排功能，如果要在螢幕上整齊輸出特定資訊的話才會利用這個，實際上很少使用。

讀取鍵盤輸入

C# 主控台應用程式要讓使用者自己輸入文字有三個常用的函數

1. Console.Read(); //讀一個字 會存為ascii
2. Console.ReadKey(); //讀一個字 會存為ConsoleKeyInfo 這個特殊類型，用於判斷按鍵。
3. Console.ReadLine(); //讀進來會是字串

ASCII碼的說明

前兩個實際上很少用到，Console.ReadLine()。

範例1

Console.Write("請輸入姓名：");//建議冒號後面加個空格
string name = Console.ReadLine(); //直接讀到定義好的字串中
Console.WriteLine("Hello " + name);

實際執行

範例2

Console.Write("請輸入姓名：");//建議冒號後面加個空格
string name = Console.ReadLine(); //直接讀到定義好的字串中
Console.WriteLine("Hello " + name);
Console.WriteLine("按任意鍵繼續");
Console.ReadKey();

轉型

變數要轉換型態稱為「轉型」

轉型有兩大類

1. Parse
2. TryParse

Parse是直接轉型，如果可以轉型的狀態下，就不會出錯，如果不能轉會導致整個程式停止執行。
TryParse是嘗試轉型，如果轉型失敗會清除原本的值。

用法如下

//Parse
int high = int.Parse("100"); //high = 100
high = int.Parse("1000"); //high = 1000
high = int.Parse("ABC"); //程式停止執行

//TryParse
int number = 999;
int.TryParse("300", out number);
Console.WriteLine("number = " + number);//300
int.TryParse("1000", out number);
Console.WriteLine("number = " + number);//1000
int.TryParse("abc", out number);
Console.WriteLine("number = " + number);//0      
Console.ReadKey();

輸出

字串插補(String interpolation)

微軟官方說明

String interpolation的中文翻譯沒有很統一，插補、內插、插值，等等說法我都聽過。

用途：字串組合的一個方便的技巧，用於在$跟{}在字串中間直接插入變數或運算來組合。

範例

int.TryParse("300", out number);

//不使用String interpolation
Console.WriteLine("number = " + number);

//使用String interpolation
Console.WriteLine($"number = {number}");

這樣是不是簡潔多了？

常數變數 const

這個功能還蠻常使用的，設定一個參數做為參考值，除了可以作為固定值以外，還可以讓變數變成有意義的名稱。

const int max = 100; //設定滿分100
const int min = 0;   //設定最低分0分

if(input > max)
{
  //顯示錯誤
}
if(input < min)
{
  //顯示錯誤
}

max = 101; //錯誤，const不能重新設定

整理總結

我們這課學了

1. 變數
2. 運算符號
3. 輸出
4. 輸入
5. 轉型
6. 脫逸字元
7. 字串插補

這些可以組合起來寫出不少東西了。

範例 圓周率

我們先將原本圓周率計算的改為可以從鍵盤輸出入。

const float pi = 3.14f; //這邊加上const修飾子，告訴電腦這個數字是常數

Console.Write("請輸入半徑: ");
string input = Console.ReadLine();
float r = 0;
float.TryParse(input, out r);          
Console.WriteLine($"半徑= {r}, 圓週長= {2 * pi * r}");
Console.WriteLine("計算完成！ 請按任意鍵繼續");
Console.ReadKey();

範例 BMI

//身高輸入
Console.Write("請輸入身高: ");
string input = Console.ReadLine();
float high = 0;
float.TryParse(input, out high);
            
//體重輸入
Console.Write("請輸入體重: ");
input = Console.ReadLine(); //可以重複利用input
float weight = 0;
float.TryParse(input, out weight);

//計算BMI
high = high / 100; //轉換為公尺
float BMI = weight / (high * high);
Console.WriteLine($"身高= {high * 100}CM 體重 = {weight}KG BMI = {BMI}");

Console.WriteLine("計算完成！ 請按任意鍵繼續");
Console.ReadKey();

範例 變數swap

這是一個蠻經典的題目，面試時常出現。做法是建立一個暫存變數再進行交換。

//a b 變數交換
int a = 99;
int b = -1;
int temp; //暫存
Console.WriteLine( $"交換前 a = {a}  B={b}");

temp = a; // temp = 99
a = b;    // a = -1
b = temp; // b = 99
Console.WriteLine( $"交換後 a = {a}  B={b}");