我的公司培训讲义（1）：.NET开发规范教程

这是1年多以前我在公司所做讲座的讲义，现在与园友们分享，欢迎拿去使用、一起讨论。文中有若干思考题，对园友们是小菜一碟。另有设计模式讲义一篇，随后发布。
博文上了首页，感谢博客园团队推荐，也感谢所有园友的支持。
经园友提醒，我们推荐新手使用ReSharper插件，它可以自动提示不符合代码规范的地方。

1 概述

1.1 意义

“.NET平台开发规范”包括两方面内容：代码规范、最佳实践。

（1） 规范和优美的代码风格有助于思路清晰。

（2） 规范和优美的代码有助于团队沟通交流。

（3） 规范和优美的代码有助于学习近20年（后设计模式时代）现代面向对象思想发展的精华。

.NET平台是继Java平台之后又一伟大的带集大成面向对象类库的虚拟机平台。.NET平台及其主力语言C#吸取了Java平台及Java语言的全部优点和精华（包括开发规范），并逐渐发展和独创出了鲜明的、先进的特色。

众所周知，C#最初全盘照搬了Java。但时至今日，Java语言准备采用C#中的lambda语法。Java平台是个优秀的平台（类库、虚拟机），但Java语言却日益获得差评，于是JVM上的其他语言越来越多地取代了Java，如Groovy，Scala，JRuby等。

.NET平台上的语言数量比Java平台有过之而无不及，但与之截然不同的是，C#始终在.NET中保持绝对优势地位。C#也许不是.NET上最优秀的语言，但已经足够优秀来进行生产。而Java语言却称不上足够优秀，因为有语言专门用来弥补它的不足，最典型的就是Scala。而Scala解决的问题，如函数式编程、并发编程，在C#中早有解决方案。

毫不夸张地说，.NET是现代面向对象开发思想和实践的一个制高点，而C#则是编程语言发展趋势（声明性、动态性、并发性）的风向标。

即使你是一名C++开发人员，你也能从中获益。

（4） 规范是微软内部秘笈，优美是秘笈指导下的修炼。

这些规范和最佳实践多来源于微软负责CLR、BCL、C#/VB团队的成员。它们体现了.NET和C#设计人员的智慧结晶。例如，他们会告诉你哪些功能已经被哪些新功能取代而不建议使用，而新功能新方法总是以优雅的方式解决旧功能存在的问题，会给人启发，很值得回味，使用新功能收获的不仅是方便快捷，还有水平层次的提升。

1.2 后设计模式时代大事记

• Python/Ruby等动态面向对象语言的兴起
• Java的诞生
• .NET的诞生
• Boost库的发展
• 函数式编程融入面向对象语言
• 其他门派面向对象语言JavaScript和Objective-C的繁荣
• 新C++标准

1.3 参考资料和延伸阅读

本教程主要综合以下资料中的观点和我公司开发实践写成：

• 《C#编程风格》(The Elements of C# Style)
• 《.NET设计规范：约定、惯用法与模式（第二版）》(Framework Design Guidelines: Conventions, Idioms, and Patterns for Reusable .NET Libraries, 2nd Edition)
• Effective C#: 50 Specific Ways to Improve Your C#, 1st and 2nd Edition
• More Effective C#: 50 Specific Ways to Improve Your C#

2 代码规范

2.1 空白

• 用空行分隔逻辑块（函数、条件块、循环块等）
• 运算符空格（使用IDE自动设置）
• 命名空间导入，在不同公司或不同库的命名空间之间空一行。

2.2 代码块

• 切分长语句为多行语句
• 左花括号也要单独成行，与右花括号在同一铅垂线上，与上一级花括号缩进一个制表位。
• 始终使用语句块

正	误
if (a == null) {     return; }	if (a == null) return;

• 使用#region标记代码区域，便于折叠

2.3 命名

• 使用有意义的名称，如 IsDepartmentReadyToOfferJob
• 使用完整单词，帕斯卡（Pascal）和骆驼（Camel）写法

正	误
NumberOfArgumentsIn	nargin

• 根据含义而非类型命名

正	误
ParcelName	strParcelName

• 不要用大小写区分名称
• 像普通词一样书写缩略词：XmlReader; System.Linq
• 用复数形式书写集合名称
• 习惯性后缀（前缀）：

抽象基类	-Base
接口	I-
异常	-Exception
事件参数	-EventArgs
事件委托	-EventHandler
特性	-Attribute
泛型类型参数	T-

• 给实现一种设计模式的类加上模式名称，例如：工厂模式 - xxxFactory
• 泛型参数的命名：使用单个大写字母，如T, U等。需要时，写成TKey, TValue等
• 枚举的命名：普通枚举用单数名词，位域枚举用复数名词。
• 接口的命名：使用I-加名词为声明服务的接口命名，使用I-加形容词为描述能力的接口命名。（例：IEnumerable和IEnumerator）

[思考题1]

从右边找出与左边项目相关的接口。

资源回收		a	IFormattable
Convert.ToString()		b	IEquatable
重载关系运算符		c	IConvertible
if (textbox1.Text == "Hello")		d	IClonable
Double.ToString()		e	IDisposible
foreach循环		f	IComparable
from p in q select p;		g	IEnumerable
复制数组元素		h	IQueryable

• 用能体现布尔值特征的名称给布尔类型命名：IsXxx，HasXxx，CanXxx
• 方法的命名：用动[宾]结构、帕斯卡写法
• 变量和方法参数命名：用名词性结构、骆驼写法
• 成组的私有字段、公共属性和构造函数形参：_item, Item, item。见3.6节代码示例
• 习惯中允许使用的标准“一次性”变量名（只限这几个）：

i, j, k	循环变量（类型：System.Int32）
o	System.Object
s	System.String
e	事件实参（基类：System.EventArgs）
ex	异常（基类：System.Exception）
g	System.Drawing.Graphics
x, y, z	Lambda表达式的形参

•  命名空间的命名：公司名.产品名.技术/模块名。将相互依赖的类型放在同一命名空间下。不要污染框架命名空间（例如在System命名空间中添加类型）。

2.4 注释

• 使用内建XML注释文档机制
• 内部注释：尽量少用，避免行末注释
• 不用C风格注释块/**/
• 在右花括号、else后面加注释辅助阅读

1	2
if (a > 0) { } else // a <= 0 { }	} // end of foreach

2.5 字面量

• 避免使用数值字面量。使用常量表示一个值，使用枚举明确指示一个状态。
• 使用枚举代替布尔值。
• 使用标准形式书写浮点字面量。不必写f,d（一般只用double），但要对整数写上小数点。用科学计数法时注意小数点前只能有一位数，且不能是0。
• 字符串字面量应该总是赋给变量使用。用string.Empty代替空串字面量。

2.6 其他

• 不要依赖运算符优先级。应当加上括号。
• 单独声明每个变量，不要写int a, b。
• 给switch语句加上default
• for循环变量声明在循环作用域内部，foreach循环不要再声明循环变量。或用框架函数代替循环，它们的思想是一致的，见最佳实践。

3 最佳实践

3.1 使用属性

• 属性是函数成员，没有存储空间。例：属性不能做ref/out参数。
• 将成员字段全部私有，使用属性来获取，不需修改就不设set。
• 属性应简单、低成本、无副作用、与调用顺序无关。
• 属性返回集合应该总是只读。（用户代码可以清空集合、再添加元素，但不允许使对象引用改变）
• 属性返回其他引用类型也应该尽量考虑只读，用户代码依然可以修改成员。
• 特殊的属性：索引器

[思考题2]

string s = "abcdeeg";
s[5] = 'f';

以上代码在C++和C#中是否都合法？是否都有效？

3.2 使用不可变值类型

• 为“值”语义使用struct。所谓值语义就是一种状态、属性，例如点（坐标）、颜色（分量）等，多具有短小数据量的特点。
• 为struct的字段添加readonly修饰符，成为不可变（Immutable）类型。成员函数返回新实例，而不是修改this实例。
• 值类型的成员字段只应使用基本CTS类型。

3.3 转换

• 用as和is运算符代替显式引用转换
• 基本类型的转换要使用System.Convert类
• 避免装箱和拆箱

3.4 字符串

[思考题3]检测一个字符串str是否以"abc"开头，有两种方法（不使用StartsWith）：

str.SubString(0, 3) == "abc";
str.IndexOf("abc") == 0;

请问哪种方法好，为什么？ 

CLR中的字符串是不可变类型，字符串分配是一项昂贵的操作。因此我们有以下最佳做法：

• 用string.Empty代替空串字面量。
• 用str.Length == 0或string.IsNullOrEmpty(str)检测空串，后者还兼容空引用。
• 反复使用的字符串应当创建变量多次引用而不是每次都使用字面量（每出现一次字面量就要重新分配一次字符串）。
• 不分大小写的比较应当用string.Compare(str1, str2, true)而不是str1.ToUpper() == str2.ToUpper()。
• 考虑使用string.Format()方法而不是字符串拼接来输出结果。
• 大量拼接字符串要使用StringBuilder类。

3.5 使用查询表达式代替循环

函数式编程为C#带来了高可读性的声明式语法。循环是一种命令式语法，在声明式语法中相应的是对集合的mapping操作。

以下代码生成前100个完全平方数：

var squares = Enumerable.Range(1, 100).Select(x => x * x);

返回int数组：squares.ToArray();

返回List<int>集合：squares.ToList();

以下代码对集合foos中每个元素执行DoSomething()成员方法：

foos.ForEach(x => x.DoSomthing());

以下代码选出foos中大于100的元素：

var q = foos.Where(x => x > 100);

points中点按到原点距离排序：

var q = points.OrderBy(x => x.DistTo(new Point(0, 0)));

foos中平方最小的数：

double minSq = foos.Min(x => x * x);
double min = foos.Distinct().Single(x => x * x == minSq);

foos中的数是否有大于100的（是否都大于100）

foos.Any(x => x > 100);
foos.All(x => x > 100);

3.6 返回多个值

• 在Matlab中可以用矩阵返回多个值，这就是元组(Tuple)的概念。当函数需要返回多个值时，应当使用元组而不是使用输出参数。.NET 4.0中提供了Tuple泛型类，位于System命名空间。在3.5以下版本可以考虑自己实现。

public class Tuple<T1, T2>
{
    private T1 _item1;
    private T2 _item2; 

    public T1 Item1 { get { return _item1; } }
    public T2 Item2 { get { return _item2; } } 

    public Tuple(T1 item1, T2 item2)
    {
        _item1 = item1;
        _item2 = item2;
    }
} 

public class TupleList<T1, T2> : List<Tuple<T1, T2>>
{
    public void Add(T1 item1, T2 item2)
    {
        base.Add(new Tuple<T1, T2>(item1, item2));
    }
}

• 在任何时候都应避免使用ref/out传递参数，尤其对引用类型（禁止引用的引用）。尝试改进你的设计。

3.7 对象初始化

Button btn = new Button { Text = "Click me!", BackColor = Color.FromArgb(255, 255, 255) };
btn.Click += (sender, e) => MessageBox.Show("Hello!");

3.8 小函数

• 将大函数分拆成小函数。这样做的好处有：
  • 合并重复代码，便于维护
  • 增加函数层级，便于调试
• 方法参数也不宜过多，否则也应考虑拆分。

3.9 using块和finally

以下代码编译成相同IL：

// 1. Example Using clause:
using (myConnection = new SqlConnection(connString))
{
myConnection.Open();
} 

// 2. Example Try / Catch block:
try
{
myConnection = new SqlConnection(connString);
myConnection.Open();
}
finally
{
myConnection.Dispose();
}

3.10 使用泛型集合

• 不要使用非泛型的ArrayList，这会带来不必要的装箱和拆箱。使用System.Collections.Generic命名空间中的容器类型。
• 代替数组的首选：List<T>。如被用户代码获取应该以只读属性形式提供。如果要真的使集合不可修改，可用ReadOnlyCollection<T>(System.Collections.ObjectModel)
• 集合做参数禁止ref/out传递（造成引用的引用）。值传递即可达到修改集合元素的目的。
• 在多个函数间返回、传递的集合考虑用接口类型IEnumerable<T>和yield关键字。连续的LINQ语句考虑不急于调用ToList或ToArray。
• 其他常用集合：Dictionary<TKey, TValue>; SortedSet<T>(.NET 4) 

3.11 充分利用BCL

• BCL中提供了很多常用算法，并且还在不断扩充。例如，.NET 4增加了System.Numerics命名空间，目前包括BigIntegar和Complex类，而在bcl.codeplex.com上已经放出了BigRational类的候选版和源代码。
• 尽可能只依赖BCL，减少第三方依赖。
• 对字符串的操作都有简单的方法可以调用。用这些方法不仅能更方便省时、稳定高效，而且能使你的代码趋向于可读性强的声明式风格。
• 尽可能只用系统定义的委托，而不是自己定义委托类型。系统定义的委托包括：各种泛型参数数目的Func, Action; 一个Predicate<T>;各种EventHandler。以下是一个高阶函数的应用实例：

Func<Color, EventHandler> changeControlColor =
x => (sender, e) => (sender as Control).BackColor = x;
button1.Click += changeControlColor(Colors.Red);

3.12 其他

• 使用虚函数和多态而不是频繁使用引用转换
• 创建枚举0值表示未初始化、无效、未指定或默认
• 总是在派生类构造函数的初始化列表中列出所有基构造函数
• 总是重写ToString()方法