C#锐利Word下载.docx

1、 我们可以打开 Windows 自带的简易的记事本程序来编写这段代码-笔者推荐刚开始 采用这个极其简单却能把程序代码暴露的相当清晰的编辑工具. 我们将它的文件名保存 为 HelloWorld.cs,其中.cs是 C#源代码文件的扩展名.然后在配置好 C#编译器的 命令行环境里键入csc HelloWorld.cs编译文件.可以看到编译输出文件 HelloWorld.exe.我们键入 HelloWorld 执行这个文件可得到下面的输出: Hello World ! 下面我们来仔细分析上面的代码和整个程序的编译输出及执行过程. 先看文件开始的两 行代码,这是 C#语言的单行注释语句.和 C+语言类

2、似,C#支持两种注释方法:以 /开始的单行注释和以/*,*/配对使用的多行注释.注释之间不能嵌套. 再来看下面的using System;语句,这是 C#语言的 using 命名空间指示符,这里的 System是 Microsoft.NET 系统提供的类库.C#语言没有自己的语言类库,它直接 获取 Microsoft.NET 系统类库.Microsoft.NET 类库为我们的编程提供了非常强大的 通用功能.该语句使得我们可以用简短的别名Console来代替类型 当然 using 指示符并不是必须的, 我们可以用类型的全局名字来 System.Console. 获取类型.实际上,using 语句

3、采用与否根本不会对 C#编译输出的程序有任何影响, 它仅仅是简化了较长的命名空间的类型引用方式. 接着我们声明并实现了一个含有静态 Main（）函数的 HelloWorld 类.C#所有的声明和 实现都要放在同一个文件里,不像 C+那样可以将两者分离.Main（）函数在 C#里非 常特殊,它是编译器规定的所有可执行程序的入口点.由于其特殊性,对 Main（）函数 我们有以下几条准则: 1. Main（）函数必须封装在类或结构里来提供可执行程序的入口点. 采用了完全 C# 的面向对象的编程方式,C#中不可以有像 C+那样的全局函数. 2. Main（）函数必须为静态函数（static）.这允许

4、C#不必创建实例对象即可运行程 序. 3. 但一 Main（）函数保护级别没有特殊要求, public,protected,private 等都可, 般我们都指定其为 public. 4. Main（）函数名的第一个字母要大写,否则将不具有入口点的语义.C#是大小写 敏感的语言. 5. Main（）函数的参数只有两种参数形式:无参数和 string 数组表示的命令行参 数,即 static void Main（）或 static void Main（stringargs） ,后者接受命令行 参数.一个 C#程序中只能有一个 Main（）函数入口点.其他形式的参数不具有入口 点语义,C#不推荐通

5、过其他参数形式重载 Main（）函数,这会引起编译警告. 6. 其他形式的返回值不 Main（）函数返回值只能为 void（无类型）或 int（整数类型）. 具有入口点语义. 我们再来看HelloWorld.cs程序中 Main（）函数的内部实现.前面提过,Console 是 在命名空间 System 下的一个类,它表示我们通常打交道的控制台.而我们这里是调 用其静态方法 WriteLine（）.如同 C+一样,静态方法允许我们直接作用于类而非实 例对象.WriteLine（）函数接受字符串类型的参数,并把它送入控制台 显示.如前所述,C#没有自己的语言类库,它直接获取 Microsoft.N

6、ET 系统类库.我 们这里正是通过获取 Microsoft.NET 系统类库中的 System.Console.WriteLine（）来 完成我们想要的控制台输出操作.这样我们便完成了程序. 但事情远没那么简单!在我们编译输出执行程序的同时, Microsoft.NET 底层的诸多机 制却在暗地里涌动,要想体验 C#的锐利,我们没有理由忽视其背靠的 Microsoft.NET 平台.实际上如果没有 Microsoft.NET 平台,我们很难再说 C#有何锐利之处.我们先 来看我们对文件用 csc.exe 命令编译后发生了什么.是的,我们得到 了 HelloWorld.exe 文件.但那仅仅是事

7、情的表象,实际上那个 HelloWorld.exe 根本 不是一个可执行文件!那它是什么?又为什么能够执行? 好的,下面正是回答这些问题的地方.首先,编译输出的 HelloWorld.exe 是一个由中 间语言（IL）,元数据（Metadata）和一个额外的被编译器添加的目标平台的标准可执 行文件头（比如 Win32 平台就是加了一个标准 Win32 可执行文件头）组成的 PE （portable executable,可移植执行体）文件,而不是传统的二进制可执行文件-虽 然他们有着相同的扩展名.中间语言是一组独立于 CPU 的指令集,它可以被即时编译 器 Jitter 翻译成目标平台的本地代

8、码.中间语言代码使得所有 Microsoft.NET 平台的 高级语言 C#,VB.NET,VC.NET 等得以平台独立,以及语言之间实现互操作.元数据 是一个内嵌于 PE 文件的表的集合.元数据描述了代码中的数据类型等一些通用语言运 行时（Common Language Runtime）需要在代码执行时知道的信息.元数据使 得.NET 应用程序代码具备自描述特性,提供了类型安全保障,这在以前需要额外的类 型库或接口定义语言（Interface Definition Language,简称 IDL）. 这样的解释可能还是有点让人困惑,那么我们来实际的解剖一下这个 PE 文件.我们采 用的工具是

9、.NET SDK Beta2 自带的 ildasm.exe,它可以帮助我们提取 PE 文件中的 有关数据.我们键入命令ildasm /output:HelloWorld.il HelloWorld.exe,一般可 以得到两个输出文件:helloworld.il 和 helloworld.res.其中后者是提取的资源文件, 我们暂且不管,我们来看 helloworld.il 文件.我们用程序打开可以看到元数 据和中间语言（IL）代码,由于篇幅关系,我们只将其中的中间语言代码提取出来列于 下面,有关元数据的表项我们暂且不谈: class private auto ansi beforefieldi

10、nit HelloWorld extends mscorlibSystem.Object .method public hidebysig static void .entrypoint / Code size .maxstack 8 IL_0000: IL_0005: IL_000a: ldstr call ret void mscorlibSystem.Console:WriteLine（string） 11 （0xb） Main（） cil managed / end of method HelloWorld:Main .method public hidebysig specialna

11、me rtspecialname instance void / Code size .maxstack 8 IL_0000: IL_0001: IL_0006: ldarg.0 call ret instance void mscorlibSystem.Object:.ctor（） 7 （0x7） .ctor（） cil managed.ctor / end of class HelloWorld 我们粗略的感受是它很类似于早先的汇编语言,但它具有了对象定义和操作的功能.我 们可以看到它定义并实现了一个继承自 System.Object 的 HelloWorld 类及两个函 数: 其中 可在

12、 Main（）和.ctor（）. .ctor（）是 HelloWorld 类的构造函数, 源代码中我们并没有定义构造函数呀-是的,我们没有定义构造函数,但 C#的编译器 为我们添加了它. 你还可以看到 C#编译器也强制 HelloWorld 类继承 System.Object 类,虽然这个我们也没有指定.关于这些高级话题我们将在以后的讲座中予以剖析. 那么 PE 文件是怎么执行的呢?下面是一个典型的 C#/.NET 应用程序的执行过程: 1. 用户执行编译器输出的应用程序（PE 文件）,操作系统载入 PE 文件,以及其他 的 DLL（.NET 动态连接库）. 2. 操作系统装载器根据前面 PE

13、 文件中的可执行文件头跳转到程序的入口点.显 然, 操作系统并不能执行中间语言, 该入口点也被设计为跳转到 mscoree.dll .NET （ 平台的核心支持 DLL）的_ CorExeMain（）函数入口. 3. CorExeMain（）函数开始执行 PE 文件中的中间语言代码.这里的执行的意思是 通用语言运行时按照调用的对象方法为单位,用即时编译器将中间语言编译成本地 机二进制代码,执行并根据需要存于机器缓存. 4. 5. 程序的执行过程中,垃圾收集器负责内存的分配,释放等管理功能. 程序执行完毕,操作系统卸载应用程序. 清楚的知晓编译输出的 PE 文件的执行过程是深度掌握 C#语言编程

14、的关键,这种过程 的本身就诠释着 C#语言的高级内核机制以及其背后 Microsoft.NET 平台种种诡秘的 性质.一个程序的概括力已经足够,在我们对 C#语言有了一个很好的 起点之后, 下面的专题会和大家一起领略 C#基础语言, 窥探 Microsoft.NET 平台构造, 步步体验 C#锐利编程的极乐世界,Lets go! 返回页首 第二讲 第二讲 C#语言基础介绍 在体验 C#的锐利之前,关乎语言基本知识的掌握是必不可少的一环.由于 C#基本语 言很多源自 C/C+,在这里对那些和 C/C+类似的地方仅作简单介绍,我们将体验 专注于那些区别于传统 C/C+的关键的语言基础知识. 数据类

15、型 C#语言的数据类型主要分为两类:值类型和引用类型.另外一种数据类型指针是为 其中 unsafe 上下文指对代码进行 unsafe 标示以满足 unsafe 上下文编程专门设定的, 利用指针对内存直接进行操作要求的 C#非托管代码,这些代码将失去 Microsoft.NET 平台的垃圾收集等 CLR 性质,我们放在COM 互操作 非托管编程与异常处理专题里 阐述.值类型的变量本身包含他们的数据,而引用类型的变量包含的是指向包含数据的 内存块的引用或者叫句柄.从下面这幅图中可以清晰地看出两者的差别: 引用类型带来的可能的问题便是当多个变量引用同样的内存块时, 对任何一个引用变量 的修改都会导致

16、该对象的值的改变.null 值表示引用类型没有对任何实际地址进行引 用. 值类型可分为结构类型和枚举类型.结构类型包括简单类型和用户自定义结构类型.枚 举类型和用户自定义结构类型我们将在第九讲 结构,枚举,数组与字符串专题里详 细阐述.简单类型又可分为布尔类型和数值类型.C#语言中布尔类型严格与数值类型 区分,只有 true 和 false 两种取值,不存在像 C/C+里那样和其他类型之间的转换. 数值类型包括整值,浮点和 decimal 三种类型.整值类型有 sbyte,byte,short, ushort,int,uint,long,ulong,char 共九种.除了 char 类型外,其

17、他 8 种两两 一组分别为有符号和无符号两种.浮点值有 float 和 double 两种.decimal 主要用于 金融, 货币等对精度要求比较高的计算环境. 下表是对这些简单类型的一个详细的描述: 简单类型 描 述 sbyte short int long byte ushort uint ulong 8-bit 有符号整数 16-bit 有符号整数 32-bit 有符号整数 64-bit 有符号整数 8-bit 无符号整数 16-bit 无符号整数 32-bit 无符号整数 64-bit 无符号整数 示 例 sbyte val = 12; short val = 12; int val

18、= 12; long val1 = 12; long val2 = 34L; byte val1 = 12; byte val2 = 34U; ushort val1 = 12; ushort val2 = 34U; uint val1 = 12; uint val2 = 34U; ulong val1 = 12; ulong val2 = 34U; ulong val3 = 56L; ulong val4 = 78UL; float val = 1.23F; float 32-bit 单精度浮点数 double 64-bit 双精度浮点数 double val1 = 1.23; double

19、 val2 = 4.56D; bool val1 = true; bool val2 = false; char val = h; bool char 布尔类型 字符类型 ,Unicode 编码 28 个有效数字的 128-bit 十进制类型 decimal decimal val = 1.23M; 引用类型共分四种类型:类,接口,数组,委派.类除了我们可以定义自己的类型外, 又包括两个比较特殊的类型 object 和 string.object 是 C#中所有类型（包括所有的 值类型和引用类型）的继承的根类.string 类型是一个密封类型（不能被继承）,其实 例表示 Unicode 字符串

20、,它和数组类型我们将放在第九讲 结构,枚举,数组与字符 串中详述.接口类型定义一个方法的合同,我们将在第七讲 接口 继承与多态中讲 述.委派类型是一个指向静态或实例方法的签名,类似于 C/C+中的函数指针,将在 第八讲 委派与事件中讲述. 实际上我们将从后面的专题中看到这些类型都是类的某种 形式的包装. 每种数据类型都有对应的缺省值.数值类型的缺省值为 0 或 0.0,其中 char 的缺省为 x0000.布尔类型的缺省值为 false.枚举类型的缺省值为 0.结构类型的缺省值是 将它所有的值类型的域设置为对应值类型的缺省值,将其引用类型的域设置为 null.所 有引用类型的缺省值为 null

21、. 不同类型的数据之间可以转换,C#的类型转换有隐含转换,明晰转换,标准转换,自 定义转换共四种方式.隐含转换与明晰转换和 C+里一样,数据从小类型到大类型 的转换时为隐含转换,从大类型的转换为明晰转换,明晰转换需要如 （Type）data一般的括号转换操作符.标准转换和自定义转换是针对系统内建转换和 用户定义的转换而言的,两者都是对类或结构这样的自定义类型而言的. 变量与常量 变量表示存储位置,变量必须有确定的数据类型.C#的类型安全的含义之一就是确保 变量的存储位置容纳着合适的类型.可以将 C#中的变量分为静态变量,实例变量,传 值参数,引用参数,输出参数,数组参数和本地变量共七种.本地变

22、量则是在方法体内 的临时变量. 静态变量和实例变量主要是针对类或结构内的数据成员（又叫域）而言的.静态变量在 它寄存的类或结构类型被装载后得到存储空间,如果没有对它进行初始化赋值,静态变 量的初始值将是它的类型所持有的缺省值. 实例变量在它的类实例被创建后获得存储空 间,如果没有经过初始化赋值,它的初始值与静态变量的定义相同.两者更详细的说明 我们放在第六讲 域 方法 属性与索引器专题里. 传值参数,引用参数,输出参数,数组参数主要针对方法的参数类型而言的.简单的讲 传值参数是对变量的值的一种传递,方法内对变量的改变在方法体外不起作用.对于传 值参数本身是引用型的变量稍有不同,方法内对该引用（

23、句柄）变量指向的数据成员即 实际内存块的改变将在方法体外仍然保留改变,但对于引用（句柄）本身的改变不起作 用.引用参数是对变量的句柄的一种传递,方法内对该变量的任何改变都将在方法体外 保留.输出参数是 C#专门为有多个返回值的方法而量身定做的,它类似于引用变量, 但可以在进入方法体之前不进行初始化,而其他的参数在进入方法体内 C#都要求明确 的初始化.数组参数是为传递大量的数组元素而专门设计的,它从本质上讲是一种引用 型变量的传值参数.它们更详细的阐述我们也放在专 题里. 本地变量严格的讲是在 C#的块语句,for 语句,switch 语句,using 语句内声明的变 量,它的生命周期严格地被

24、限制在这些语句块内部. 常量在编译时便确定它的值,在整个程序中也不许修改.常量声明的同时必须赋值.由 于它的编译时确定值的特性,引用类型可能的值只能为 string 和 null（除 string 外, 引用类型的构建器必须在运行时才能确定引用类型的值）. 操作符与表达式 C#保留了 C+所有的操作符,其中指针操作符（*和-）与引用操作符（&）需要有 unsafe 的上下文.C#摈弃了范围辨析操作符（:）,一律改为单点操作符（.）. 我们不再阐述那些保留的 C+的操作符,这里主要介绍 C#引入的具有特殊意义的几 个操作符:as,is,new, typeof,sizeof,stackalloc.

25、 as 操作符用于执行兼容类型之间的转换,当转换失败时,as 操作符结果为 null.is 操 作符用于检查对象的运行时类型是否与给定类型兼容,当表达式非 null 且可以转化为 指定类型时,is 操作符结果为 true,否则为 false.as 和 is 操作符是基于同样的类型 鉴别和转换而设计的,两者有相似的应用场合.实际上 expression as type 相当于 expression is type ? （type）expression : （type）null. 作为操作符的 new 用于在堆上创建对象和调用构造函数, 值得注意的是值类型对象 （例 如结构）是在堆栈上创建的,而引

26、用类型对象（例如类）是在堆上创建的.new 也用 于修饰符,用于隐藏基类成员的继承成员.为隐藏继承的成员,使用相同名称在派生类 中声明该成员并用 new 修饰符修改它.typeof 运算符用于获得某一类型的 System.Type 对象,我们将在第十讲 特征与映射里结合 Microsoft.NET 的类型系 统对它作详细的阐述.sizeof 运算符用于获得值类型（不适用于引用类型）的大小（以 字节为单位）.stackalloc 用于在堆栈上分配内存块, 仅在局部变量的初始值设定项中 有效, 类似于 C/C+语言的_alloca. sizeof 和 statckalloc 都由于涉及内存的直接操

27、 作而需要 unsafe 上下文. 操作符重载使得自定义类型 （类或结构） C#里的某些操作符可以像 C+里那样被重载. 可以用简单的操作符来方便的表达某些常用的操作. 为完成一个计算结果的一系列操作符和操作数的组合称为表达式.和 C+一样,C#的 表达式可以分为赋值表达式和布尔表达式两种,C#没有引入新的表达式形式,我们对 此不再赘述. 命名空间与语句 C#采用命名空间（namespace）来组织程序.命名空间可以嵌套.using 指示符可以 用来简化命名空间类型的引用.using 指示符有两种用法.语句可以 使我们用简短的类型名来代替类型.using Output = System.Con

28、sole;语句可以使我们用别名Output来代替类型 .命名空间的引入大大简化了 C#程序的组织方式. C#语句可以分为标号语句,声明语句,块语句,空语句,表达式语句,选择语句,反 复语句,跳转语句,try 语句,checked/unchecked 语句,lock 语句,using 语句. 标号语句主要为 goto 跳转设计, 不允许跨方法的跳转, 但允许小规模的方法内的跳 C# 转.声明语句可以同时进行初始化赋值,对象的实例化声明需要 new 关键字.块语句 采用和定义语句块,主要是界定局部变量的作用范围.空语句在 C#中用分号 表示,没有执行语义.表达式语句通过表达式构成语句. 选择语句有

29、 if 语句和 switch 语句两种, C+别无二致. 与 反复语句除了 while,do,for 三种循环结构外引入了 foreach 语句用于遍历集合中所有的元素, 但这需要特定的接口 支持,我们在后面的章节里对之作详细阐述. 跳转语句有 break,continue,goto,return,throw 五种语句,前四种与 C+里 的语义相同, throw 语句与后面的 try 语句我们将在第十一讲 COM 互操作 非托管编 程与异常处理阐述. checked/unchecked 语句主要用于数值运算中溢出检查的上下文.lock 语句主要用 于线程信号量的锁控制.using 语句主要用于

30、片断资源管理.这些我们在后续章节里都 会有具体的涉及. 返回页首 第三讲 Microsoft.NET 平台基础构造 抛开 Microsoft.NET 平台去谈 C#是没有意义的,C#之Sharp也正在其后端强大的 平台.仅仅拘泥于语法层面是体验不了 C#的锐利之处的,C#程序很多诡秘之处必须 依靠 Microsoft.NET 平台才能深度的掌握和运用.简单的讲,Microsoft.NET 平台是 一个建立在开放互联网络协议和标准之上, 采用新的工具和服务来满足人们的计算和通 信需求的革命性的新型 XML Web 智能计算服务平台. 它允许应用程序在因特网上方便 快捷地互相通信,而不必关心使用何种操作系统和编程语言. 从技术层面具体来说,Microsoft.NET 平台主要包括两个内核,即通用语言运行时 （Common Language Runtime,简称 CLR）和 Microsoft.NET 框架类库,它们为 通用语言运行时是建立在操作系统最 Microsoft.NET