C#基础知识概论(讲义)

一、    C#的产生---.net 基本概念简介

        .NET 实际上只是微软公司针对Web Service的解决方案。其他公司也有类似的解决方案，例如Sun的Sun ONE, IBM的下一版本WebSphere.

　　对于.NET到底是什么这个问题，有着各种各样的说法。但当时作为首席执行官的鲍尔默应该最能代表微软公司的观点，他说：“Microsoft.NET 代表了一个集合、一个环境、一个可以作为平台支持下一代Internet的可编程结构。”确实，这句话基本上简单扼要地表述了.NET的外特性。

　　.NET谋求的是一种理想的互联网环境。而要搭建这样一种互联网环境，首先需要解决的问题是针对现有因特网的缺陷，来设计和创造一种下一代Internet结构。

　　这种结构不是物理网络层次上的拓扑结构，而是面向软件和应用层次的一种有别于浏览器只能静态浏览的可编程Internet软件结构。因此.NET把自己定位为可以作为平台支持下一代Internet的可编程结构。

　　.NET的最终目的就是让用户在任何地方、任何时间，以及利用任何设备都能访问他们所需要的信息、文件和程序。而用户不需要知道这些东西存在什么地方，甚至连如何获得等具体细节都不知道。他们只需发出请求，然后只管接收就是了，而所有后台的复杂性是完全屏蔽起来的。所以对于企业的IT人员来说，他们也不需要管理复杂的平台以及各种分布应用之间的工作是如何协调的。

  　　.NET的技术特征
 
　　.NET包括4个重要特点，一是软件变服务，二是基于XML的共同语言，三是融合
多种设备和平台，四是新一代的人机界面。这四个特点基本上覆盖了.NET的技术特
征。

　　.NET Framework包括通用语言运行环境、Framework类库和Active Server
Pages+
 
　　有了理想目标和相应可编程Internet软件结构，.NET这样的一个协同计算环境的具体实现还必然需要一系列的软件产品支撑，因此微软的.NET还包括一个产品的集合。这个集合包含以下组成部分：
 
　　.NET平台
 
　　.NET系列产品和服务
　　如MSN.NET、OFFICE.NET、Visual Studio.NET、bCentral.NET等。
 
　　第三方厂商的.NET服务
　　建立在.NET平台和产品上的面向不同应用领域的具体服务。
  　
二、    什么是 C#

　　C#是微软公司为了能够完全利用.net平台优势而开发的一种新型编程语言。C#语言从C和C++演变而来，它是给那些愿意牺牲C++一点底层功能，以获得更方便和更产品化的企业开发人员而创造的。C#现代、简单、面向对象和类型安全。尽管它借鉴了C和C++的许多东西，但是在一些诸如名字空间、类、方法和异常处理等特定领域，它们之间还存在着巨大的差异。

C#的设计师：Anders Hejlsberg与Scott Wiltamuth

　　Since joining Microsoft in 1996, Anders Hejlsberg has played a pivotal role in the development and design of Visual J++ and the Windows Foundation Classes. Hejlsberg currently works on COM+ and Visual Studio 7. He is also making significant contributions to technologies that are still under development. Before he joined Microsoft, Hejlsberg was a principal engineer at Borland International; as one of the company's first employees, he was the original author of Turbo Pascal and later worked as the chief architect of the Delphi product line. Prior to coming to the United States, Hejlsberg studied engineering at the Technical University of Denmark.

记者: 你们什么时候开始设计C#?
 
　　Hejlsberg: 在1998年的晚些时候. 在那个时候, 出于多种原因, 我们决定了着手建立一个新的平台[.NET], 而不是渐进的升级COM[对象组件模型]和DNA[分布式互联网应用],这两种技术当时还是主流的技术. 当你在建立一个如此全新的平台的时候, 你就会自然而然的想到要开发一种新的语言来充分利用这个平台的优势. 不是诸如Visual Basic 和C++之类的语言, 不--它们当然也可以达到这个目的. 但我们希望开发别的东西, 这种语言应该更有效, 更简单.
 
记者: 那么,微软为什么觉得C#语言是必要的呢?
 
　　Hejlsberg: 许多C++ 程序员告诉我们说他们使用的语言对他们来说太复杂了. 它给了你很大的能力, 但你通常只在百分之二的时间里需要那种能力. 在其它百分之九十八的时间里, 这种能力成了一种负担, 它包含了许多我们不再需要的特性, 并产生了无穷无尽的错误. 如果我们损失一点那种能力并让系统来为我们完成一些琐碎的事情, 那么我们将处于一个更加从容的境地并拥有更高的生产效率.
 
记者: Java和C#这两种语言有很多相似之处.

 

 

Hejlsberg: Sun 公司用Java来同时代表这种语言和它运行的平台. 我们将它们的名字分别叫做:C#语言和.NET 通用语言运行库平台. 说到语法, C#和Java都是C和C++家族中的成员. 当然, 你可以说C#的代码看起来像Java代码, 但你也可以说Java代码看起来像C代码. ...所以, 谁碍着谁了呢? 我不觉得谁模仿了谁. 编程的语言进化起来比硬件慢多了; 它们缓慢的前进, 而我们都是站在巨人的肩膀上. Java从C和C++继承了很多, 而同时Java也给了我们很多灵感.

记者: 在什么情况下你认为人们应该使用C#语言而不是Java?
 
　　Hejlsberg: 我想问的第一件事是, 你在什么样的平台上编程? 如果你在为.NET平台编程并想使用ASP [ActiveServer Pages] .NET, 那么我建议你应该使用C#. 我们还已经将C#的全部和.NET Framework的一部分交给了[标准化团体]ECMA. 最后, 我确定这会导致C# 和.NET在其它平台上的实现. Java语言要在我们的平台上运行绝不存在什么问题. 但是Sun公司自己实现的所有类库就是另外一件事了.
 
1.C#是一种从C++和Java继承而来的,简单的,现代的,面向对象的语言.
2.它的目标是综合Visual Basic高产和C++底层高效的特性.
3.它是Microsoft Visual Studio7.0 的一部分.
4.Visual studio支持Vb,VC++,C++,Vbscript,Jscript.所有这些语言提供对Microsft .NET平台的访问.
5..NET包括一个Common Execution引擎和一个丰富的类库.
6.Microsofts JVM eqiv就是Common language(通用语言)运行库(CLR).
7.CLR支持不止一种语言,诸如 C#,VB.NET,Jscript,ASP.NET,C++.
8.源代码--->中间语言代码(IL)--->(JIT 编译器)机器码.
9.类和数据类型对所有.NET语言是通用的.
10.我们能够用C#开发控制台应用程序,Windows应用程序,Web应用程序.
11.在C#中微软处理了C++问题,比如内存管理,指针等.
12.它支持垃圾回收(无用内存回收),内存自动管理和其他许多特性.

1.    C#的优点

A.简单

1.C#中指针已经消失.
2.不安全的操作,比方说直接内存操作不被允许了.
3.C#中"::"或"->"操作符是没用的.
4.因为它是基于.NET平台的,它继承了自动内存管理和垃圾回收的特点.
5.原始数据类型可变的数据范围象Integer,Floats等.
6.整形数值0和1不再作为布尔值出现.C#中的布尔值是纯粹的true和false值而且没有更多的"="操作符和"=="操作符错误."=="被用于进行比较操作而"="被用做赋值操作.
 
B.现代

1.C#建立在当前的潮流上,对于创建相互兼容的,可伸缩的,健壮的应用程序来说是非常强大和简单的.
2.C#拥有内建的支持来将任何组件转换成一个web service,运行在任何平台上的任何应用程序都可以通过互联网来使用这个服务.
 
C.面向对象的

1.C#支持数据封装,继承,多态和对象界面(即java中的interface关键字).
2.(int,float,double)在java中都不是对象,但是C#引入和结构体(structs)来使原始数据类型变成对象int i=1;String a=i Tostring();//转换(或者)Boxing
 
D.类型安全

1.在C#中我们不能进行不安全的类型转换象将double转换成boolean.
2.值类型(常量类型)被初始化为零值而引用类型(对象和类被编译器自动初始化为零值.
3.数组类型下标从零开始而且进行越界检查.
4.类型溢出将被检查.
 
E.相互兼容性

1.C#提供对COM和基于windows的应用程序的原始的支持.
2.允许对原始指针的有限制的使用.
3.用户不再需要显式的实现unkown和其它COM界面,这些功能已经内建.
4.C#允许用户将指针作为不安全的代码段来操作老的代码.
5.VB.NET和其它中间代码语言中的组件可以在C#中直接使用.
 
F.可伸缩性和可升级性

1..NET引入了零部件的概念,它们通过其"手册"具有自描述的功能.手册确立了零部件的身份,版本,语言和数字签名等.零部件不需要在任何地方注册.
2.要扩展我们的程序,我们只需要删除老的文件并用新的文件来升级它们.不需要注册动态链接库.
3.升级软件组件的过程只是一个错误探测的任务.对代码的修改能够影响现存的程序,C#在语言中支持版本修改.对界面和方法重载的支持使得复杂的程序框架能随着时间发展和进化.

G. 与WEB开发相结合

　　新的开发模式意味着需要更好的利用现有的各种WEB标准，例如HTML，XML，SOAP（简单对象存取协议）。现存的开发工具是在Internet出现前或是未得到充分应用前出现的，所以都不能很好的适应目前WEB技术的开发需要。

　　C#开发者可以方便的在M$网络平台上扩展自己的应用。C#可以将任何组件转变为WEB服务，并且可以被运行于Internet上的任何平台的任何应用调用，重要的是C#对这一特性提供了内置的支持。

 

 

更重要的一点，WEB服务框架可以让任何WEB服务都看起来类似于C#的内置对象，所以可以让开发人员在开发过程中继续使用他们已经具备的面向对象的开发方法和技巧。

　　此外C#还拥有许多其他特性使自己成为最出色的Internet开发工具。例如，XML目前已经成为网络中数据结构传送的标准，为了提高效率C#将允许直接将XML数据映射成为结构。这样的话可以有效的处理各种数据。

2.    C#的弱点

　　这个方案也暴露了微软对C#和.NET介绍中的一些有趣的漏洞。MSIL是.NET提供的一个新特性，允许很流行的程序设计语言编译到一个单独的公用语言。（.NET支持的语言种类是相当惊人的）。这些语言都要服从一种叫“通用语言规范（CLS）”的构架。微软称之为“CLS兼容语言和类库之间可互操作的通用语言”。
 
　　编译所有的语言到一个单一的公用语言上，能让“继承”通过多重语言真正执行。这轻而易举的扫除了C#可能遇到的错误概念。.NET组件使用COM的IDispatch，它只允许接口执行。它比先前C#被评定为一种OOP语言的看法容易接受得多。它在程序设计上或许像Java一样是面向对象的。
 
　　但不幸的是CLS这种包括MSIL的共享语言基础，只让RAD开发者受益，而损害了硬件的核心开发者，有人认为创造一种新程序设计语言的目的就是有能力充分运用它和服务于可微调的执行能力，这一点在CLS世界里是做不到的。老实说，加速充分利用从来不是许多语言的唯一目标。许多语言的唯一目标（最瞩目的是像Visual Basic和Java的RAD语言）是加速和美化开发和展开能力，而不仅仅是运行时刻的速度。
 
　　舒密特文章中所提到的确实包含了相关和值得注意的评论：你可以用C++指定.NET，并在你的代码中运用所有C++特性。同时，因为.NET在运行时刻不能检验C++代码是否安全，此语言并不遵从CLS规范，里面所书写的程序也受到限制。作为应对，微软往Visual C++里添加非标准管理的扩展。用这些扩展写的代码能符合CLS规范。
 
　　C#将把微软领向何方就一目了然了。因为所有项目编写会只依靠MSIL和CLS JIT编译程序。这样C#或任何MSIL前端语言比Java任何时候都快。但很不幸，程序设计和编译程序级的优化不能在非微软的平台上充分利用，想在非Windows平台上展开.NET，再充分运用它们也是不现实的。
 
三、    C#与C++和Java

1．C#是VC的改进吗？

　　人们对微软过去几周的大肆宣传，最基本的错误理解就是C#只是Visual C++的改进版本。完全不是这么回事。C#和Java没有直接联系。它的特征设定是从Java获得的灵感。它的语法同Java一样，源自C和C++，但它的执行是完全新的，只依靠.NET结构。

　　C#也并非字节码（bytecode）。微软一位员工罗伯特.舒密特详细描述道：“C#编译程序产生的是‘微软中间语言’（MSIL）……但虚拟机或其他类似的技术则不能用于解释这种中间语言(IL)。相反地，每当应用程序载入或JIT编译程序需要编译它时，IL就会被转换成本地代码。一旦这种转换完成，可以执行的代码实际上是本地代码。”实质上，虽然这种方案有点像Java程序通过一个JIL编译程序，但这里最终的JIT编译是100%的本地代码，而Java的JIT产生的结果是不同的。

2．C#与C++和Java的功能比较

表1：比较C#、C++和Java最重要的功能

功能	C#	C++	Java
继承	允许继承单个类，允许实现多个接口	允许从多个类继承	允许继承单个类，允许实现多个接口
接口实现	通过 “interface” 关键词	通过抽象类	通过 “interface” 关键词
内存管理	由运行时环境管理，使用垃圾收集器	需要手工管理	由运行时环境管理，使用垃圾收集器
指针	支持，但只在很少使用的非安全模式下才支持。通常以引用取代指针	支持，一种很常用的功能。	完全不支持。代之以引用。
源代码编译后的形式	.NET 中间语言（ IL ）	可执行代码	字节码
单一的公共基类	是	否	是
异常处理	异常处理	返回错误	异常处理

2.1面向对象
 
　　Java和C#都是完全面向对象的语言。在面向对象编程的三大原则方面，这两种语言接近得不能再接近。
 
　　继承：这两种语言都支持类的单一继承，但类可以实现多个接口。所有类都从一个公共的基类继承。 
 
　　封装与可见性：无论是在Java还是C#中，你都可以决定类成员是否可见。除了C#的internal访问修饰符之外，两者的可见性机制非常相似。
 
　　多态性：Java和C#都支持某些形式的多态性机制，且两者实现方法非常类似。

 

 

2.2可访问性
 
　　类的每个成员都有特定类型的可访问性。C#中的访问修饰符与Java中的基本对应，但多出了一个internal。简而言之，C#有5种类型的可访问性，如下所示：
 
public：成员可以从任何代码访问。
protected：成员只能从派生类访问。
internal：成员只能从同一程序集的内部访问。
protected internal：成员只能从同一程序集内的派生类访问。
private：成员只能在当前类的内部访问。

2.3接口
 
　　接口这个概念在C#和Java中非常相似。接口的关键词是interface，一个接口可以扩展一个或者多个其他接口。按照惯例，接口的名字以大写字母“I”开头。下面的代码是C#接口的一个例子，它与Java中的接口完全一样：
 
interface IShape { void Draw(); }
 
　　扩展接口的语法与扩展类的语法一样。例如，下例的IRectangularShape接口扩展IShape接口（即，从IShape接口派生出IRectangularShape接口）。
 
interface IRectangularShape: IShape { int GetWidth(); }
 
　　如果你从两个或者两个以上的接口派生，父接口的名字列表用逗号分隔，如下面的代码所示：

interface INewInterface: IParent1, IParent2 { }
 
　　然而，与Java不同，C#中的接口不能包含域（Field）。
 
　　另外还要注意，在C#中，接口内的所有方法默认都是公用方法。在Java中，方法声明可以带有public修饰符（即使这并非必要），但在C#中，显式为接口的方法指定public修饰符是非法的。例如，下面的C#接口将产生一个编译错误。
 
interface IShape { public void Draw(); }

2.4库
 
　　C#没有自己的类库。但是，C#共享了.NET的类库。当然，.NET类库也可以用于其他.NET 语言，比如VB.NET或者JScript.NET。值得一提的是StringBuilder类，它是对String类 的补充。StringBuilder类与Java的StringBuffer类非常相似。
 
2.5垃圾收集
 
　　C++已经让我们认识到手工管理内存是多么缺乏效率和浪费时间。当你在C++中创建了一个对象，你就必须手工地拆除这个对象。代码越复杂，这个任务也越困难。Java用垃圾收集器来解决这个问题，由垃圾收集器搜集不再使用的对象并释放内存。C#同样采用了这种方法。应该说，如果你也在开发一种新的OOP语言，追随这条道路是一种非常自然的选择。C#仍旧保留了C++的内存手工管理方法，它适合在速度极端重要的场合使用，而在Java中这是不允许的。

2.6

　　C#类除了可以拥有域（Field）之外，它还可以拥有属性（Property）。属性是一个与类或对象关联的命名的特征。属性是域的一种自然扩展――两者都是有类型、有名字的类成员。然而，和域不同的是，属性不表示存储位置；相反，属性拥有存取器（accessor），存取器定义了读取或者写入属性值时必须执行的代码。因此，属性提供了一种把动作和读取、写入对象属性值的操作关联起来的机制，而且它们允许属性值通过计算得到。

2.7、包装和解除包装
 
　　在面向对象的编程语言中，我们通常使用的是对象。但为了提高速度，C#也提供了简单数据类型。因此，C#程序既包含一大堆的对象，又有大量的值。在这种环境下，让这两者协同工作始终是一个不可回避的问题，你必须要有一种让引用和值进行通信的方法。
 
　　在C#以及.NET运行时环境中，这个“通信”问题通过包装（Boxing）和解除包装（Unboxing）解决。包装是一种让值类型看起来象引用类型的处理过程。当一个值类型（简单数据类型）被用于一个要求或者可以使用对象的场合时，包装操作自动进行。包装一个value-type值的步骤包括：分配一个对象实例，然后把value-type值复制到对象实例。
 
　　解除包装所执行的动作与包装相反，它把一个引用类型转换成值类型。解除包装操作的步骤包括：首先检查并确认对象实例确实是给定value-type的一个经过包装的值，然后从对象实例复制出值。
 
　　Java对该问题的处理方式略有不同。Java为每一种简单数据类型提供了一个对应的类封装器。例如，用Integer类封装int类型，用Byte类封装byte类型。

3．JAVA是C#的竞争对手
 
　　尽管.NET是微软一手缔造的，它并不是只能在Windows上使用。微软准备尽力为那些COM对象提供传统帮助(所有的OLE， ActiveX等等在下一代Viual Studio推出后，都将成为一个legacy平台)。但.NET不会围绕COM建造。新平台无疑将补充COM，并与它几乎天衣无缝地配合，但一点也不会依靠COM。这表明这种结构本身能够Macintosh, UNIX. BeOX展开。这样命名，是因为除了CLS构架是平台独立的，C#将用到的和所有遵从CLS的数据库也是平台独立的。也就是说，它们都是遵从CLS的，如果一个本机MSIL编译程序在平台上有效，那么它们能在运行时刻为任何结构进行编译。微软也积极争取被ECMA标准接纳，他们先前的Javascript已被接纳。 当Visual Studio. NET推出时，开发团体肯定会有不同的反应。"微软又开发了一个新平台"，这已吓倒那些本来对微软平台统治忧心忡忡的人了。然而更重要的是C#或.NET战略不会对原始C++构成太大威胁，那么有理由推论C#和.NET将是Java的有力竞争者。考虑相反方面：Java VM靠翻译字节码来运行应用程序。CLS在运行时刻本机编译。Java平台只支持Java语言。.NET只支持MSIL，但一些无限制的高级语言如C#，Visual Basic,甚至Eiffel和COBOL都能启动MSIL。Java运用执行转接提供真正的OOP技术。MSIL，C#也是如此。在Java平台，简单地移动平级文件，项目就可以展开为产品目录。据说，.NET平台的项目也可轻松展开而不像以registry-happy Com为基础的项目。或许Java平台真正的优势只在于政治上的正确性--它不是微软搞出来的，且目前有成千上万的执着的宗教追随者。
    
四、    总结：谁适合使用C#

    强大，灵活                                                        开发效率，易用性
       C/C++                             C#                                VB,Delphi

　　C#是适用于企业级编程的语言。适合Windows平台上的RAD.

　　C和C++已经成为广泛的应用在商用软件的开发中的开发语言。但是C和C++的灵活性是牺牲了开发效率的。如果与其他的开发语言相比（比如说VB，Delphi），相同功能的C/C++软件通常会需要更长的开发周期，要写更多的代码。

　　最后，C#是好还是不好？那么，因为这里的“继承”指对接口界面的再执行，所以，它不是真正的OOP。如果你是微软，亦或如果你依靠微软技术而不准备切换平台，那C#是很棒的，并将为VB程序设计师们搬运Java和C++上的技巧提供很好的基础（因为语法是共享的）。但因为微软将全力推出C#，所以，Java和C++的拥护者们肯定会设计出新的语言，予以还击。同时，C#不一定可转移到其他平台，也不能真正体现OOP的价值，甚至对OOP的初学者有害无益。

　　C#适合有一定C/C++编程经验，希望在Windows平台上进行快速应用开发(RAD)的开发者。
(Hejlsberg：tc,delphi,c#,vj都是他的手笔)