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C♯

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C#是由微软公司所开发的一种面向对象,且运行于.NET Framework之上的高级程序设计语言。并且成为ECMA与ISO标准规范。C#拥有C/C++的强大功能以及Visual Basic简易使用的特性,是第一个组件导向(Component-oriented)的程序语言。

目录

概述

C#(又被称为“C sharp”)是微软公司在2000年六月发布的一种新的编程语言,并定于在微软职业开发者论坛(PDC)上登台亮相.C#是微软公司研究员Anders Hejlsberg的最新成果.C#看起来与Java有着惊人的相似;它包括了诸如单一继承,界面,与Java几乎同样的语法,和编译成中间代码再运行的过程.但是C#与Java有着明显的不同,它借鉴了Delphi的一个特点,与COM(组件对象模型)是直接集成的,而且它是微软公司.NET Windows网络框架的主角。

微软C#语言定义主要是从C和C++继承而来的,而且语言中的许多元素也反映了这一点.C#在设计者从C++继承的可选选项方面比Java要广泛一些(比如说Struts),它还增加了自己新的特点(比方说源代码版本定义).但它还太不成熟,不可能挤垮Java.C#还需要进化成一种开发者能够接受和采用的语言.而微软当前为它的这种新语言大造声势也是值得注意的.

Java所带来的巨大影响和大家对它的广泛接受已经由工作于这种语言和平台之上的程序员数量明显的说明了(估计世界范围内共有两百五十万程序员使用Java).由这种语言写成的应用程序的数量是令人惊讶的并已经渗透了每一个级别的计算,包括无线计算和移动电话(比如日本发明的Java电话).

设计目标

ECMA标准列出的C#设计目标:

  • C#旨在设计成为一种「简单、现代、通用」,以及面向对象的程序设计语言
  • 此种语言的实现,应提供对于以下软件工程要素的支持:强类型检查、数组维度检查、未初始化的变量引用检测、自动垃圾收集(Garbage Collection,指一种自动内存释放技术)。软件必须做到強大、持久,并具有较强编程生产力。
  • 此种语言为在分布式环境中的开发提供适用的组件开发应用。
  • 为使程序员容易迁移到这种语言,源代码的可移植性十分重要,尤其是对于那些已熟悉C和C++的程序员而言。
  • 对国际化的支持非常重要。
  • C#适合为独立和嵌入式的系统编写程序,从使用复杂操作系统的大型系统到特定应用的小型系统均适用。
  • 虽然C#程序在存储和操作能力需求方面具备经济性,但此种语言并不能在性能和尺寸方面与C语言或汇编语言相抗衡。

语言特性

相对于C和C++,这个语言在许多方面进行了限制和增强:

  • 指针(Pointer)只能被用于不安全模式。大多数对象访问通过安全的引用实现,以避免无效的调用,并且有许多算法用于验证溢出,指针只能用于调用值类型,以及受垃圾收集控制的托管对象。
  • 对象不能被显式释放,代替为当不存在被引用时通过垃圾回收器回收。
  • 只允许单一继承(single inheritance),但是一个类可以实现多个接口(interfaces)。
  • C#比C++更加类型安全。默认的安全转换是隐含转换,例如由短整型转换为长整型和从派生类转换为基类。而接口code error!同整型,及枚举型同整型不允许隐含转换,非空指针(通过引用相似对象)同用户定义类型的隐含转换必段被显式的确定,不同于C++的复制构造函数。
  • 数组声明语法不同("int[] a = new int[5]" 而不是 "int a[5]")。
  • 枚举位于其所在的命名空间中。
  • C#中没有模版(Template),但是在C# 2.0中引入了泛型(Generic programming),并且支持一些C++模版不支持的特性。比如泛型参数中的类型约束。另一方面,表达式不能像C++模版中被用于类型参数。
  • 属性支持,使用类似访问成员的方式调用。
  • 完整的反射支持。

C#最简单的Hello World程序

下面是一个在命令行上输出Hello World的小程序,这种程序通常作为开始学习程序语言的第一个步骤:

using System;
class HelloWorld
{
  public static void Main(string[] args)
  {
    Console.WriteLine("Hello, world!");
  }
}

操作符重载

一些操作符能够被重载,而另一些则不能.特别的是,没有一个赋值运算符能够被重载.能够被被重载的单目操作符是:

        +  -  !  ~  ++  --  true  false

能够被重载的二元运算符是:

     +  -  *  /  %  &  |  ^  <<  >>  ==  !=  >  <  >=  <=

C#独有的特点

中间代码

微软在用户选择何时MSIL应该编译成机器码的时候是留了很大的余地.微软公司很小心的声称MSIL不是解释性的,而是被编译成了机器码.它也明白许多--如果不是大多数的话--程序员认为Java程序要不可避免的比C编写的任何东西都要慢.

而这种实现方式决定了基于MSIL的程序(指的是用C#,Visual Basic,"Managed C++"--C++的一个符合CLS的版本--等语言编写的程序)将在性能上超过"解释性的"Java代码.当然,这一点还需要得到事实证明,因为C#和其他生成MSIL的编译器还没有发布.但是Java JIT编译器的普遍存在使得Java和C#在性能上相对相同.象"C#是编译语言而Java是解释性的,"之类的声明只是商业技巧.Java的中间代码和MSIL都是中间的汇编形式的语言,它们在运行时或其它的时候被编译成机器代码.

命名空间中的申明

当你创建一个程序的时候,你在一个命名空间里创建了一个或多个类.同在这个命名空间里(在类的外面)你还有可能声明界面,枚举类型和结构体.必须使用using关键字来引用其他命名空间的内容.

基本的数据类型

C#拥有比C,C++或者Java更广泛的数据类型.这些类型是bool, byte, ubyte, short, ushort, int, uint, long, ulong, float, double,和decimal.象Java一样,所有这些类型都有一个固定的大小.又象C和C++一样,每个数据类型都有有符号和无符号两种类型.与Java相同的是,一个字符变量包含的是一个16位的Unicode字符.C#新的数据类型是decimal数据类型,对于货币数据,它能存放28位10进制数字.

两个基本类

一个名叫object的类是所有其他类的基类.而一个名叫string的类也象object一样是这个语言的一部分.作为语言的一部分存在意味着编译器有可能使用它--无论何时你在程序中写入一句带引号的字符串,编译器会创建一个string对象来保存它.

参数传递

方法可以被声明接受可变数目的参数.缺省的参数传递方法是对基本数据类型进行值传递.ref关键字可以用来强迫一个变量通过引用传递,这使得一个变量可以接受一个返回值.out关键字也能声明引用传递过程,与ref不同的地方是,它指明这个参数并不需要初始值.

与COM的集成

C#对Windows程序最大的卖点可能就是它与COM的无缝集成了,COM就是微软的Win32组件技术.实际上,最终有可能在任何.NET语言里编写COM客户和服务器端.C#编写的类可以子类化一个以存在的COM组件;生成的类也能被作为一个COM组件使用,然后又能使用,比方说,JScript语言子类化它从而得到第三个COM组件.这种现象的结果是导致了一个运行环境的产生,在这个环境里的组件是网络服务,可用用任何.NET语言子类化.

索引下标

一个索引与属性除了不使用属性名来引用类成员而是用一个方括号中的数字来匿名引用(就象用数组下标一样)以外是相似的.

  public class ListBox: Control {
  private string[] items;
  public string this[int index] {
  get {
  return items[index];
  }
  set {
  items[index] = value;
  Repaint();
  }
  }
  }<pre>

  可以用一个循环器来匿名引用字符串内部数组成员,就象下面这样:
<pre>  ListBox listBox = ...;
  listBox[0] = "hello";
  Console.WriteLine(listBox[0]);

代理和反馈

一个代理对象包括了访问一个特定对象的特定方法所需的信息.只要把它当成一个聪明的方法指针就行了.代理对象可以被移动到另一个地方,然后可以通过访问它来对已存在的方法进行类型安全的调用.一个反馈方法是代理的特例.event关键字用在将在事件发生的时候被当成代理调用的方法声明中.

程序的执行

C#并不被编译成为能够直接在计算机上执行的二进制本地代码。与Java类似,它被编译成为中间代码(Microsoft Intermediate Language),然后通过.NET Framework的虚拟机——被称之为通用语言运行库(Common Language Runtime)——执行。

所有的.Net编程语言都被编译成这种被称为MSIL(Microsoft Intermediate Language )的中间代码。因此虽然最终的程序在表面上仍然与传统意义上的可执行文件都具有“.exe”的后缀名。但是实际上,如果计算机上没有安装.Net Framework,那么这些程序将不能够被执行。

在程序执行时,.Net Framework将中间代码翻译成为二进制机器码,从而使它得到正确的运行。最终的二进制代码被存储在一个缓冲区(Buffer)中。所以一旦程序使用了相同的代码,那么将会调用缓冲区中的版本。这样如果一个.Net程序第二次被运行,那么这种翻译不需要进行第二次,速度明显加快。

编译器

C#有5个著名的编译器(compilers):

  • 最标准的 C# 的实现当属微软自己推出、并被包含在 .NET Framework 内的 C# 编译器。
  • 微软的Rotor项目(Rotor Project)(目前称为 Shared Source Common Language Infrastructure),提供了通用语言运行库(Common Language Runtime)的实现与 c# 编译器。
  • 由 Novell 赞助的 Mono 项目提供了 C# 编译器,同时也接近百分之百地实现了.NET Framework类库。
  • Dot GNU 项目也提供了另一个自由版本的 C# 编译器, 也提供了.NET Framework类库的实现。
  • Borland 提供了项目级的 C# 集成开发环境,内部所使用的编译器仍是微软.NET Framework所提供的 C# 编译器(这也意味着你仍须安装微软的.NET Framework。产品: C# Builder(商业版本),Turbo C# Explorer(免费版本)。

扩展阅读

使用手册

相关条目

参考来源

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