第1章：Introducing C#

为什么第一个程序要追到managed execution

Console.WriteLine能输出并不代表理解C#程序。source必须属于project，compiler生成assembly中的CIL与metadata，CLR加载并验证types，JIT把将执行的方法编译成当前CPU的machine code，最后process调用entry point。任何一层失败都可能表现为“程序跑不起来”，但修法完全不同。

先预测：syntax error时是否已经生成assembly；target runtime缺失时Main是否执行；.NET Standard本身能否像runtime一样启动program。把预测写成pipeline，再运行命令核对artifact和exit code。

Hello, World：source、project与command

书中从完整entry point理解C# 7.0，不把后来的top-level statements混入版本边界。一个console project含.csproj和source files；build读取target framework与compile items，run先build再启动output。

using System;
 
public static class Program
{
    public static int Main(string[] args)
    {
        Console.WriteLine("Hello. My name is Inigo Montoya.");
        return 0;
    }
}

dotnet new console --name HelloWorld
cd HelloWorld
dotnet build
dotnet run
echo $?

build成功证据包括output assembly、0 exit code与明确target；run成功还需预期stdout。若只在IDE点击Run，不知道实际project、configuration和runtime，CI failure就难以复现。

Compilation and Execution Pipeline

C# compiler先做lexing/parsing、name binding与type checking，再生成CIL和metadata。CIL是stack-based intermediate instructions，不是CPU直接执行的native binary；metadata描述types、members和references。CLR loader解析assembly，JIT按需把methods编译为machine code。

Program.cs + .csproj
  -> C# compiler
  -> HelloWorld.dll: CIL + metadata + manifest
  -> CLR loader/type verification
  -> JIT native code
  -> process stdout + exit code

C# Syntax Fundamentals

statement通常以semicolon结束，block用braces形成scope。keywords有语言定义含义，不能直接作identifier；identifier区分大小写并受命名规则约束。whitespace多数用于分隔token和提高可读性，不改变block结构。

class是type definition，method是class member。Main是传统console entry point；其return type和parameters必须符合允许形式。C#在compile time检查name与type，因此string count = 42;不会等到runtime才报错。

public sealed class Greeter
{
    public static string CreateMessage(string name)
    {
        return $"Hello, {name}!";
    }
}

compiler diagnostics是结构证据，不要只看“红线”。记录error code、file、line和message；修复第一个root error后再build，后续可能是parser cascade。

Working with Variables

variable declaration把static type与identifier引入scope；assignment把兼容value存入variable。未赋值local不能读取，compiler执行definite-assignment analysis。field有default value，但依赖隐式default会降低intent清晰度。

string name;
name = "Ada";
int visitCount = 1;
Console.WriteLine($"{name}: {visitCount}");

变量不是无约束container。第2–3章会展开numeric/string/value/reference categories；本章先建立“declaration决定可接受operations”的static typing直觉。rename还必须考虑scope和case-sensitive references。

Console Input and Output

Console.Write不自动newline，Console.WriteLine追加newline，Console.ReadLine读取一行。input是external boundary：可能为空、EOF/null或不满足目标format；不能直接假设用户输入合法integer。

Console.Write("Your name: ");
string? rawName = Console.ReadLine();
string name = string.IsNullOrWhiteSpace(rawName) ? "anonymous" : rawName.Trim();
Console.WriteLine($"Hello, {name}!");

第6版时代是否启用nullable reference analysis取决于compiler/project设置；这里的?用于明确现代重跑时的null boundary，复刻C# 7.0代码时也应以显式null check表达同一runtime事实。comments解释why与constraints，不重复代码表面动作。

Debugging the Smallest Program

compile failure先读diagnostic；launch failure确认output和runtime；wrong output在Main设置breakpoint并检查variables；input hang确认程序在等待stdin。debugger能暂停、step和inspect，但不能替代可重复command和asserted output。

最小diagnostic表：source path是否属于project；configuration/target是什么；build产物在哪；运行的assembly是否最新；runtime版本是什么；stdin是什么；stdout/stderr和exit code是什么。证据齐全后才改code。

Managed Execution and CLI

Common Language Infrastructure定义CIL、metadata、Common Type System、assemblies与runtime services。C#只是产生CLI-compatible artifacts的语言之一。managed不等于“没有native code”，而是execution由runtime协调，JIT/AOT仍会产生machine code。

assembly manifest记录identity、version、files和references；metadata让reflection、type safety与cross-language tooling成为可能。garbage collection管理managed objects的memory lifetime，但file handle等external resource仍需后续章节的deterministic cleanup。

Multiple .NET Frameworks

C# language version、API target和runtime implementation不是同一个number。C# 7.0可面向.NET Framework 4.7或当时的.NET Core；.NET Standard描述library API surface，不是独立runtime。能compile只证明target reference assemblies可用，能run还要求compatible runtime implementation。

本章回顾：从一行输出建立完整运行模型

1. project contract决定source、target与references。
2. compiler将C#生成assembly中的CIL、metadata和manifest。
3. CLR加载managed code，JIT为当前platform生成native method code。
4. syntax、variables和Console I/O分别有compile与runtime failure boundary。
5. C# language、target framework、.NET implementation与runtime availability必须分开记录。

术语表