C# 基礎教學大綱：從入門到多線程、正則表達式完整章節規劃

教學大綱總覽

本大綱涵蓋 C# 核心語法、物件導向、集合、委派事件、正則表達式、多線程等進階主題，適合零基礎入門至中階開發者系統性學習。

詳細章節架構

第 1 章 初識程式設計

• 1.1 C# 簡介與發展歷程
• 1.2 Visual Studio 開發環境安裝與介面
• 1.3 認識程式：建立專案、撰寫程式碼、執行與除錯
• 1.4 編譯原理：從原始碼到 IL、JIT、機器碼
• 1.5 二進制基礎：進位制轉換、位元運算
• 1.6 資料與記憶體：堆疊/堆積、實值/參考型別、記憶體配置

第 2 章 變數與資料型別

• 2.1 整數型別：byte, short, int, long, 無號對應型別、範圍、溢位檢查
• 2.2 浮點數型別：float, double, decimal 精度與適用場景
• 2.3 字元與字串：char, string, ASCII/Unicode、逸出字元、@逐字字串、字串插值
• 2.4 格式化輸出：複合格式、ToString 格式字串
• 2.5 命名規範與關鍵字
• 2.6 常數與唯讀欄位
• 2.7 進階練習：不使用暫存變數交換兩數值

第 3 章 運算子與型別轉換

• 3.1 算術、遞增遞減、指派、比較、邏輯、位元、三元運算子
• 3.2 運算子優先序與結合性
• 3.3 型別轉換：隱含/顯轉換、Parse/TryParse、Convert 類別、as/is 模式比對

第 4 章 流程控制

• 4.1 演算法概念與流程圖
• 4.2 循序結構
• 4.3 邏輯運算與布林運算
• 4.4 選擇結構：if-else、switch、模式比對 (C# 7+)
• 4.5 迴圈結構：while、do-while、for、foreach、break/continue
• 4.6 進階練習：分形圖繪製 (遞迴/迴圈)

第 5 章 列舉、結構與陣列

• 5.1 列舉：Flags 屬性、位元旗標運算
• 5.2 結構：實值型別語意、不可變結構、預設建構函式限制
• 5.3 陣列：一維/多維/交錯陣列、Array 類別方法、Span/Memory 高效切片

第 6 章 方法與參數傳遞

• 6.1 方法簽章、多載、選擇性參數、具名參數
• 6.2 參數傳遞：傳值、ref、out、in、params
• 6.3 遞迴與尾端遞迴優化
• 6.4 變數作用域與生命週期

第 16 章 委派與事件

• 16.1 委派型別、多播委派、Func/Action 預設委派
• 16.2 匿名方法與 Lambda 運算式
• 16.3 事件模式：EventHandler、EventArgs、自訂事件存取器
• 16.4 事件引發與訂閱最佳實務

第 20 章 正則表達式

• 20.1 字元比對、字元類別、預設字元類別
• 20.2 量詞：貪婪/懶惰/佔有優先
• 20.3 定位點：^ $ \b \A \Z \G
• 20.4 分組與捕獲：命名群組、反向參考、非捕獲群組
• 20.5 先行/後行斷言：正向/負向、固定寬度限制
• 20.6 Regex 類別靜態/實例方法、編譯選項、效能優化
• 20.7 實戰：輸入驗證、資料擷取、字串替換

第 21 章 多線程程式設計

• 21.1 執行緒概念、Managed Thread、ThreadPool、Task 平行程式庫
• 21.2 同步機制：lock、Monitor、Mutex、Semaphore、ReaderWriterLockSlim、Interlocked
• 21.3 非同步程式設計：async/await、Task-based Asynchronous Pattern (TAP)
• 21.4 平行運算：Parallel.For/ForEach、PLINQ、資料分區
• 21.5 非同步流程控制：CancellationToken、Progress、ValueTask
• 21.6 常見陷阱：死結、競爭條件、虛假共享、同步內容捕獲

第 22 章 集合與泛型

• 22.1 介面體系：IEnumerable/IEnumerator、ICollection、IList、IDictionary
• 22.2 List、Dictionary、HashSet、Queue、Stack、Concurrent 集合
• 22.3 Hashtable 與 Dictionary 效能比較、雜湊碼實作
• 22.4 自訂集合與迭代器 (yield return)

學習路徑建議

1. 前 6 章建立語法基礎，同步練習除錯技巧
2. 第 16 章掌握事件驅動架構核心
3. 第 20 章正則表達式為實用工具，重點練習分組與斷言
4. 第 21 章多線程為進階必修，優先理解 Task/async-await 模式
5. 第 22 章集合貫穿始終，建議穿插在基礎階段學習