第一章 C# 簡介

歡迎您加入C#的世界！ 這一章將把您引進C#的天地，并回答一些相關(guān)的問題，如：您為什么要使用C#，C++和C#的主要有
什么不同點，以及為什么C#使開發(fā)更容易而且還使您感到很有趣。
為什么是另外一種編程語言?
必須回答的一個問題：當(dāng)您已經(jīng)使用C++或VB從事企業(yè)開發(fā)時，為什么還要學(xué)習(xí)另一種語言? 市場式的回答就是："在企業(yè)
計算領(lǐng)域，C#將會變成為用于編寫"下一代窗口服務(wù)"(Next Generation Windows Services,簡寫為NGWS )應(yīng)用程序的主要
語言。" 這一章將對用參數(shù)請求提供支持，并陳列了C#的一些功能。這一章會使您開胃的。
C#語言自C/C++演變而來。但是，它現(xiàn)代、簡單、完全面向?qū)ο蠛皖愋桶踩�。如果您是C/C++程序員，學(xué)習(xí)曲線將會很平
坦。許多C#語句直接借用您所喜愛的語言，包括表達式和操作符。假如不仔細看，簡直會把它當(dāng)成C++。
關(guān)于C#最重要的一點：它是現(xiàn)代的編程語言。它簡化和現(xiàn)代化了C++在類、名字空間、方法重載和異常處理等領(lǐng)域。屏棄了
C++的復(fù)雜性，使它更易用、更少出錯。
對C#的易用有貢獻的是減少了C++的一些特性，不再有宏、模板和多重繼承。特別對企業(yè)開發(fā)者來說，上述功能只會產(chǎn)生更
多的麻煩而不是效益。
使編程更方便的新功能是嚴(yán)格的類型安全、版本控制、垃圾收集(garbage collect)等等。所有的這些功能的目標(biāo)都是瞄準(zhǔn)
了開發(fā)面向組件的軟件。

在繼續(xù)呈現(xiàn)出更多的功能之前，我想停下來并在下面說明C#至關(guān)重要的各種要素。

簡單
現(xiàn)代
面向?qū)ο?br>類型安全
版本控制
兼容
靈活


簡單
C#具有C++所沒有的一 個優(yōu)勢就是學(xué)習(xí)簡單。該語言首要的目標(biāo)就是簡單。很多功能(還不如說是缺少了C++的一些功能)有
助于C#全方位的簡單。
在C#中，沒有C++中流行的指針。默認(rèn)地，您工作在受管理的代碼中，在那里不允許如直接存取內(nèi)存等不安全的操作。我想
沒有C++程序員可以聲稱，從沒有使用指針訪問過不屬于他們的內(nèi)存。
與指針"戲劇性"密切相關(guān)的是"愚蠢的"操作。在C++中，有::、.、和->操作符，它們用于名字空間、成員和引用。對于新
手來說，操作符至今仍是學(xué)習(xí)的一道難關(guān)。C#棄用其它操作符，僅使用單個操作符 "."�，F(xiàn)在一個程序員所需要理解的就
是嵌套名字的注解了。
您不必記住基于不同處理器架構(gòu)的隱含的類型，甚至各種整型的變化范圍。C#使用統(tǒng)一的類型系統(tǒng)，屏棄了C++多變的類型
系統(tǒng)。這種系統(tǒng)充許您把各種類型作為一個對象查看，它是一個原始類型還是一個full-blown 類。和其它編程語言相比，
由于加框(boxing)和消框(unboxing)的機制，把簡單類型當(dāng)作對象處理并不能獲得性能的改善。稍后將詳細解釋加框和消
框，但基本上僅當(dāng)需要時才使用對象訪問簡單類型這種技術(shù)。
首先，老練的程序員可能不喜歡它，但是整型和布爾型如今終歸是兩種完全不同的數(shù)據(jù)類型。這就意味著原來if語句中錯
誤的賦值現(xiàn)在會被編譯出錯，因為if語句只接受布爾類型的值。再也不會出現(xiàn)誤用賦值符為比較符這樣的錯誤！
C#同時也解決了存在于C++中已經(jīng)有些年頭的多余東西(redundancies)。這種多余包括常數(shù)預(yù)定義，不同字符類型等。鑒于
多余表單已經(jīng)從該語言中消失，故一般在C#中都可以使用表單了。

現(xiàn)代
您投入學(xué)習(xí)C#的努力是一筆大投資，因為C#是為編寫NGWS 應(yīng)用程序的主要語言而設(shè)計。您 將會發(fā)現(xiàn)很多自己用C++可以實
現(xiàn)或者很費力實現(xiàn)的功能，在C#中不過是一部分基本的功能而已。
對于企業(yè)級的編程語言來說，新增的金融數(shù)據(jù)類型很受歡迎。您用到了一種新的十進制數(shù)據(jù)類型，它專用于金融計算方
面。如果不喜歡這種現(xiàn)成簡單的類型，根據(jù)您應(yīng)用程序的特殊需求，可以很容易地創(chuàng)建出新的一種數(shù)據(jù)類型。
我已經(jīng)提到，指針不再是您編程武器的一部分。不要太驚訝，全面的內(nèi)存管理已經(jīng)不是您的任務(wù)。運行時NGWS提供了一個
垃圾收集器，負責(zé)C#程序中的內(nèi)存管理。因內(nèi)存和應(yīng)用程序都受到管理，所以很必要增強類型安全，以確保應(yīng)用的穩(wěn)定
性。
對于C++程序員，異常處理的切不是新的東西，但它是C#的主要功能。C#的異常處理與C++的不同點在于它是交叉語言的(運
行時的另一個功能)。在沒有C#之前，您必須處理怪異的HRESULTs，但現(xiàn)在由于使用了基于異常的健壯的出錯處理， 這一
切都 結(jié)束了。
對于現(xiàn)代的應(yīng)用程序，安全是首要的，C#也不會例外。它提供了元數(shù)據(jù)語法，用于聲明下述NGWS安全模式的能力和許可。
元數(shù)據(jù)是NGWS運行時的一個關(guān)鍵的概念，下一章將涉及到它更深的含義。

面向?qū)ο?br>您不會預(yù)料一種新語言不支持面向?qū)ο蟮墓δ馨? C#當(dāng)然支持所有關(guān)鍵的面向?qū)ο蟮母拍�，如封裝、繼承和多態(tài)性。完整
的C#類模式構(gòu)建在NGWS運行時的虛擬對象系統(tǒng)(VOS，Virtual Object System)的上層，VOS將在下章描述。對象模式只是基
礎(chǔ)的一部分，不再是編程語言的一部分。
您一開始必須關(guān)注的事，就是不再有全局函數(shù)、變量或者是常量。所有的東西都封裝在類中，包括事例成員(通過類的事
例--對象可以訪問)或都靜態(tài)成員(通過數(shù)據(jù)類型)。這些使C#代碼更加易讀且有助于減少潛在的命名沖突。
定義類中的 方法默認(rèn)是非虛擬的(它們不能被派生類改寫)。主要論點是，這樣會消除由于偶爾改寫方法而導(dǎo)致另外一些原
碼出錯。要改寫方法，必須具有顯式的虛擬標(biāo)志。 這種行為不但縮減速了虛擬函數(shù)表，而且還確保正確版本的控制。
使用C++編寫類，您可以使用訪問權(quán)限(access modifiers) 給類成員設(shè)置不同的訪問等級。C#同樣支持private、
protected 和public 三種訪問權(quán)限 ，而且還增加了第四種：internal。有關(guān)訪問權(quán)限 的詳細情況將在第五章 "類" 中說
明。
您曾經(jīng)創(chuàng)建了多少個類是從多基類派生出來的(ATL 程序員，您的投票不計在內(nèi)！) ? 大多數(shù)情況，僅需從一個類派生
出。多基類惹出的麻煩通常比它們解決的問題還多。那就是為什么C#僅允許一個基類。如果您覺得需要多重繼承，可以運
用接口。
一個可能出現(xiàn)的問題：在C#中不存在指針，如何模仿它? 這個問題的答案很有代表性，它提供了對NGWS運行時事件模式的
支持。再次，我將把對它的全面解釋放到第五章。

類型安全
我再次選指針作為一個例子。在C++中擁有一個指針，您能自由地把它強制轉(zhuǎn)換成為任何類型，包括干出諸如把一個int*
(整型指針)強制轉(zhuǎn)換成一個double *(雙精度指針)這樣的傻事。只要內(nèi)存支持這種操作，它就"干過"。這并不是您所想象
的企業(yè)級編程語言的類型安全。
綱要性的問題,，C#實施最嚴(yán)格的類型安全，以保護自己及垃圾收集器(garbage collector)。所以必須遵守C#中一些相關(guān)
變量的規(guī)則：
您 不能使用沒有初始化的變量。對于對象的成員變量，編譯器負責(zé)清零。而局部變量，則由您負責(zé)清零。當(dāng)您使用一個沒
有初始化的變量時，編譯器會教您怎么做。優(yōu)點是能夠避免由于使用不經(jīng)初始化的變量計算結(jié)果而導(dǎo)致的錯誤，而您還不
知道這些奇怪的結(jié)果是如何產(chǎn)生的。
C#取消了不安全的類型轉(zhuǎn)換。不能把一個整型強制轉(zhuǎn)換成一個引用類型(如對象)，而當(dāng)向下轉(zhuǎn)換時，C#驗證這種轉(zhuǎn)換是正
確的。(也就是說，派生類真的是從向下轉(zhuǎn)換的那個類派生出來的。)
邊界檢查是C#的一部分。再也不會出現(xiàn)這種情況：當(dāng)數(shù)組實際只定義了n-1個元素，卻超額地使用了n個元素。
算術(shù)運算有可能溢出終值數(shù)據(jù)類型的范圍。C#允許在語句級或應(yīng)用程序級檢測這些運算。在允許檢測溢出的情況下，當(dāng)溢
出發(fā)生時將會拋出一個異常。
在C#中，被傳遞的引用參數(shù)是類型安全的。

版本可控(Versionable)
在過去的幾年中，幾乎所有的程序員都至少有一次不得不涉及到眾所周知的"DLL地獄"。該問題起因于多個應(yīng)用程序都安裝
了相同DLL名字的不同版本。有時，老版本的應(yīng)用程序可以很好地和新版本的DLL一起工作，但是更多的時候它們會中斷運
行。現(xiàn)在的版本問題真是令人頭痛。
就象您將在第八章"用C#寫組件"所看到的，NGWS runtime 將對您所寫的應(yīng)用程序提供版本支持。C#可以最好地支持版本控
制。盡管C#不能確保正確的版本控制，但是它可以為程序員保證版本控制成為可能。有這種支持，一個開發(fā)人員就可以確
保當(dāng)他的類庫升級時，仍保留著對已存在的客戶應(yīng)用程序的二進制兼容。

兼容
C#并沒有存在于一個封閉的世界中。它允許使用最先進的NGWS的通用語言規(guī)定(Common Language Specification，簡寫為
CLS)訪問不同的API。CLS規(guī)定了一個標(biāo)準(zhǔn)，用于符合這種標(biāo)準(zhǔn)的語言的內(nèi)部之間的操作。為了加強CLS的編譯，C#編譯器檢
測所有的公共出口編譯，并在通不過時列出錯誤。
當(dāng)然，您也想能夠訪問舊一點的COM對象。NGWS運行時提供對COM透明的訪問。如何集成原來的代碼將在第10章"非管理代碼
的內(nèi)部操作"有介紹。
OLE 自動化是一種特殊的動物。任一個使用C++創(chuàng)建OLE自動化項目的人已經(jīng)喜歡上各種各樣的自動化數(shù)據(jù)類型。有個好消
息就是C#支持它們，而沒有煩鎖的細節(jié)。
最后，C#允許您 用C 原型的API進持內(nèi)部操作�？梢詮哪�的應(yīng)用程序訪問任何DLL中的入口點(有C的原型)。用于訪問原始
API的功能稱作平臺調(diào)用服務(wù)(Plaform Invocation Services ，縮寫PInovke)，第10章將展示使用C API進行內(nèi)部操作的
一些例子。

靈活
上一部分的最后一段有可能提醒了程序員。您可能會問："難道就沒有我要傳遞指針的API嗎?" 您是正確的。不是僅有少數(shù)
的這種API，而是很多(有點保守的估計)。這種對原始WIN32代碼的訪問有時導(dǎo)致對非安全類指定指針的使用(盡管它們中的
一些由于受COM和PInvoke的支持可以解決)。
盡管C#代碼的缺省狀態(tài)是類型安全的，但是您可以聲明一些類或者僅聲明類的的方法是非安全類型的。這樣的聲明允許您
使用指針、結(jié)構(gòu)，靜態(tài)地分配數(shù)組。安全碼和非安全碼都運行在同一個管理空間，這樣暗示著當(dāng)從安全碼調(diào)用非安全碼時
不會陷入列集(marshaling)。

小結(jié)
C#語言從C和C++演變而來，它是給那些愿意犧牲C++一點底層功能，以獲得更方便和更產(chǎn)品化的企業(yè)開發(fā)人員而創(chuàng)造的。C#
現(xiàn)代、簡單、面向?qū)ο蠛皖愋桶踩�。盡管它借鑒了C和C++的許多東西，但是在一些諸如名字空間、類、方法和異常處理等
特定領(lǐng)域，它們之間還存在著巨大的差異。
C#為您提供了方便的功能，如垃圾收集、類型安全、版本控制，等等。僅有的"代價"就是，代碼操作默認(rèn)是類型安全的，
不允許指針。光是類型安全就可以搞定了。但是，如果您需要指針，仍可以通過非安全碼使用它們，而且當(dāng)調(diào)用非安全碼
時，不能含有列集。