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c#编程入门,我在其它网站收集的."功能描述要求的字数太多能不能少一点"

欢迎您加入C#的世界！ 这一章将把您引进C#的天地，并回答一些相关的问题，如：您为什么要使用C#，C++和C#的主要有  
什么不同点，以及为什么C#使开发更容易而且还使您感到很有趣。  
为什么是另外一种编程语言?  
必须回答的一个问题：当您已经使用C++或VB从事企业开发时，为什么还要学习另一种语言?  市场式的回答就是："在企业  
计算领域，C#将会变成为用于编写"下一代窗口服务"(Next Generation Windows Services,简写为NGWS )应用程序的主要  
语言。"  这一章将对用参数请求提供支持，并陈列了C#的一些功能。这一章会使您开胃的。  
C#语言自C/C++演变而来。但是，它现代、简单、完全面向对象和类型安全。如果您是C/C++程序员，学习曲线将会很平  
坦。许多C#语句直接借用您所喜爱的语言，包括表达式和操作符。假如不仔细看，简直会把它当成C++。  
关于C#最重要的一点：它是现代的编程语言。它简化和现代化了C++在类、名字空间、方法重载和异常处理等领域。屏弃了  
C++的复杂性，使它更易用、更少出错。  
对C#的易用有贡献的是减少了C++的一些特性，不再有宏、模板和多重继承。特别对企业开发者来说，上述功能只会产生更  
多的麻烦而不是效益。  
使编程更方便的新功能是严格的类型安全、版本控制、垃圾收集(garbage collect)等等。所有的这些功能的目标都是瞄准  
了开发面向组件的软件。  

在继续呈现出更多的功能之前，我想停下来并在下面说明C#至关重要的各种要素。  

简单  
现代  
面向对象  
类型安全  
版本控制  
兼容  
灵活  


简单  
C#具有C++所没有的一 个优势就是学习简单。该语言首要的目标就是简单。很多功能(还不如说是缺少了C++的一些功能)有  
助于C#全方位的简单。  
在C#中，没有C++中流行的指针。默认地，您工作在受管理的代码中，在那里不允许如直接存取内存等不安全的操作。我想  
没有C++程序员可以声称，从没有使用指针访问过不属于他们的内存。  
与指针"戏剧性"密切相关的是"愚蠢的"操作。在C++中，有::、.、和->操作符，它们用于名字空间、成员和引用。对于新  
手来说，操作符至今仍是学习的一道难关。C#弃用其它操作符，仅使用单个操作符 "."。现在一个程序员所需要理解的就  
是嵌套名字的注解了。  
您不必记住基于不同处理器架构的隐含的类型，甚至各种整型的变化范围。C#使用统一的类型系统，屏弃了C++多变的类型  
系统。这种系统充许您把各种类型作为一个对象查看，它是一个原始类型还是一个full-blown 类。和其它编程语言相比，  
由于加框(boxing)和消框(unboxing)的机制，把简单类型当作对象处理并不能获得性能的改善。稍后将详细解释加框和消  
框，但基本上仅当需要时才使用对象访问简单类型这种技术。  
首先，老练的程序员可能不喜欢它，但是整型和布尔型如今终归是两种完全不同的数据类型。这就意味着原来if语句中错  
误的赋值现在会被编译出错，因为if语句只接受布尔类型的值。再也不会出现误用赋值符为比较符这样的错误！  
C#同时也解决了存在于C++中已经有些年头的多余东西(redundancies)。这种多余包括常数预定义，不同字符类型等。鉴于  
多余表单已经从该语言中消失，故一般在C#中都可以使用表单了。  

现代  
您投入学习C#的努力是一笔大投资，因为C#是为编写NGWS 应用程序的主要语言而设计。您 将会发现很多自己用C++可以实  
现或者很费力实现的功能，在C#中不过是一部分基本的功能而已。  
对于企业级的编程语言来说，新增的金融数据类型很受欢迎。您用到了一种新的十进制数据类型，它专用于金融计算方  
面。如果不喜欢这种现成简单的类型，根据您应用程序的特殊需求，可以很容易地创建出新的一种数据类型。  
我已经提到，指针不再是您编程武器的一部分。不要太惊讶，全面的内存管理已经不是您的任务。运行时NGWS提供了一个  
垃圾收集器，负责C#程序中的内存管理。因内存和应用程序都受到管理，所以很必要增强类型安全，以确保应用的稳定  
性。  
对于C++程序员，异常处理的切不是新的东西，但它是C#的主要功能。C#的异常处理与C++的不同点在于它是交叉语言的(运  
行时的另一个功能)。在没有C#之前，您必须处理怪异的HRESULTs，但现在由于使用了基于异常的健壮的出错处理， 这一  
切都 结束了。  
对于现代的应用程序，安全是首要的，C#也不会例外。它提供了元数据语法，用于声明下述NGWS安全模式的能力和许可。  
元数据是NGWS运行时的一个关键的概念，下一章将涉及到它更深的含义。  

面向对象  
您不会预料一种新语言不支持面向对象的功能吧? C#当然支持所有关键的面向对象的概念，如封装、继承和多态性。完整  
的C#类模式构建在NGWS运行时的虚拟对象系统(VOS，Virtual Object System)的上层，VOS将在下章描述。对象模式只是基  
础的一部分，不再是编程语言的一部分。  
您一开始必须关注的事，就是不再有全局函数、变量或者是常量。所有的东西都封装在类中，包括事例成员(通过类的事  
例--对象可以访问)或都静态成员(通过数据类型)。这些使C#代码更加易读且有助于减少潜在的命名冲突。  
定义类中的 方法默认是非虚拟的(它们不能被派生类改写)。主要论点是，这样会消除由于偶尔改写方法而导致另外一些原  
码出错。要改写方法，必须具有显式的虚拟标志。 这种行为不但缩减速了虚拟函数表，而且还确保正确版本的控制。  
使用C++编写类，您可以使用访问权限(access modifiers)  给类成员设置不同的访问等级。C#同样支持private、  
protected 和public 三种访问权限 ，而且还增加了第四种：internal。有关访问权限 的详细情况将在第五章 "类" 中说  
明。  
您曾经创建了多少个类是从多基类派生出来的(ATL 程序员，您的投票不计在内！) ?  大多数情况，仅需从一个类派生  
出。多基类惹出的麻烦通常比它们解决的问题还多。那就是为什么C#仅允许一个基类。如果您觉得需要多重继承，可以运  
用接口。  
一个可能出现的问题：在C#中不存在指针，如何模仿它? 这个问题的答案很有代表性，它提供了对NGWS运行时事件模式的  
支持。再次，我将把对它的全面解释放到第五章。  

类型安全  
我再次选指针作为一个例子。在C++中拥有一个指针，您能自由地把它强制转换成为任何类型，包括干出诸如把一个int*  
(整型指针)强制转换成一个double *(双精度指针)这样的傻事。只要内存支持这种操作，它就"干过"。这并不是您所想象  
的企业级编程语言的类型安全。  
纲要性的问题,，C#实施最严格的类型安全，以保护自己及垃圾收集器(garbage collector)。所以必须遵守C#中一些相关  
变量的规则：  
您 不能使用没有初始化的变量。对于对象的成员变量，编译器负责清零。而局部变量，则由您负责清零。当您使用一个没  
有初始化的变量时，编译器会教您怎么做。优点是能够避免由于使用不经初始化的变量计算结果而导致的错误，而您还不  
知道这些奇怪的结果是如何产生的。  
C#取消了不安全的类型转换。不能把一个整型强制转换成一个引用类型(如对象)，而当向下转换时，C#验证这种转换是正  
确的。(也就是说，派生类真的是从向下转换的那个类派生出来的。)  
边界检查是C#的一部分。再也不会出现这种情况：当数组实际只定义了n-1个元素，却超额地使用了n个元素。  
算术运算有可能溢出终值数据类型的范围。C#允许在语句级或应用程序级检测这些运算。在允许检测溢出的情况下，当溢  
出发生时将会抛出一个异常。  
在C#中，被传递的引用参数是类型安全的。  

版本可控(Versionable)  
在过去的几年中，几乎所有的程序员都至少有一次不得不涉及到众所周知的"DLL地狱"。该问题起因于多个应用程序都安装  
了相同DLL名字的不同版本。有时，老版本的应用程序可以很好地和新版本的DLL一起工作，但是更多的时候它们会中断运  
行。现在的版本问题真是令人头痛。  
就象您将在第八章"用C#写组件"所看到的，NGWS runtime 将对您所写的应用程序提供版本支持。C#可以最好地支持版本控  
制。尽管C#不能确保正确的版本控制，但是它可以为程序员保证版本控制成为可能。有这种支持，一个开发人员就可以确  
保当他的类库升级时，仍保留着对已存在的客户应用程序的二进制兼容。  

兼容  
C#并没有存在于一个封闭的世界中。它允许使用最先进的NGWS的通用语言规定(Common Language Specification，简写为  
CLS)访问不同的API。CLS规定了一个标准，用于符合这种标准的语言的内部之间的操作。为了加强CLS的编译，C#编译器检  
测所有的公共出口编译，并在通不过时列出错误。  
当然，您也想能够访问旧一点的COM对象。NGWS运行时提供对COM透明的访问。如何集成原来的代码将在第10章"非管理代码  
的内部操作"有介绍。  
OLE 自动化是一种特殊的动物。任一个使用C++创建OLE自动化项目的人已经喜欢上各种各样的自动化数据类型。有个好消  
息就是C#支持它们，而没有烦锁的细节。  
最后，C#允许您 用C 原型的API进持内部操作。可以从您的应用程序访问任何DLL中的入口点(有C的原型)。用于访问原始  
API的功能称作平台调用服务(Plaform Invocation Services ，缩写PInovke)，第10章将展示使用C  API进行内部操作的  
一些例子。  

灵活  
上一部分的最后一段有可能提醒了程序员。您可能会问："难道就没有我要传递指针的API吗?" 您是正确的。不是仅有少数  
的这种API，而是很多(有点保守的估计)。这种对原始WIN32代码的访问有时导致对非安全类指定指针的使用(尽管它们中的  
一些由于受COM和PInvoke的支持可以解决)。  
尽管C#代码的缺省状态是类型安全的，但是您可以声明一些类或者仅声明类的的方法是非安全类型的。这样的声明允许您  
使用指针、结构，静态地分配数组。安全码和非安全码都运行在同一个管理空间，这样暗示着当从安全码调用非安全码时  
不会陷入列集(marshaling)。  

  小结  
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#为您提供了方便的功能，如垃圾收集、类型安全、版本控制，等等。仅有的"代价"就是，代码操作默认是类型安全的，  
不允许指针。光是类型安全就可以搞定了。但是，如果您需要指针，仍可以通过非安全码使用它们，而且当调用非安全码  
时，不能含有列集。 



 既然你已经具有了C#全面的印象，我也想让你了解NGWS runtime的全貌。C#依靠由NGWS提供的运行时；因此，有必要  
知道运行时如何工作，以及它背后所蕴含的概念。  
    所以，这一章分为两部分——它们是所有的概念和使用的基础。两部分的内容虽然有些重叠，但它有助于加深理解正  
在学习的概念。  
    
2.1  NGWS  Runtime  
    NGWS和NGWS Runtime为你提供了一种运行时环境。该运行时管理执行代码，并提供了使编程更容易的服务。只要你的  
编译器支持这种运行时，你就会从这种受管理的执行环境中得益。  
    你猜测C#编译器支持NGWS runtime很正确，但是不仅它支持NGWS runtime，VB和C++也支持。这些为支持运行时所创建  
的代码称作"受管代码"(managed code)。以下是你的应用程序从NGWS runtime那里所得到的利益：  

    交叉语言集成(通过通用语言规范)  
    自动内存管理(垃圾收集)  
    交叉语言异常处理(统一展开)  
    增强安全(包括类型安全)  
    版本支持("DLL地狱"终结者)  
    组件交互简化模式  

    因NGWS runtime 要提供了所有的这些好处，编译器必须把元文件和受管代码一起发出。元文件描述代码中的类型，它  
和你的代码存在一起(与PE类似---PE为可变位执行文件)  
    正如你从很多种交叉语言功能所看到的，NGWS runtime主要是关于高度集成交叉多异编程语言(tight integration   
across multiple different programming languages)。这种支持可达到允许你从一个VB对象派生出一个C#类的程度(我后  
面会给出要讨论的文章)。  
    C#程序员将会喜欢的一个功能是，他们不必担心内存管理—也就是说不必担心臭名昭著的内存泄漏。NGWS  runtime提  
供了内存管理，当对象和变量的生命期结束(不再被引用)时，垃圾收集器释放它们。我真的喜欢这个功能，因为在COM中的  
内存管理一直是我的一块心病。  
    应该鼓励配置一个管理应用程序或者组件。因为管理应用程序含有元数据文件，NGWS runtime可以利用这些信息，以  
确保你的应用程序具有它所需的各种规定版本。所产生的明显效果为，由于你的代码没有相互之间的依赖，很少可能出现  
中断。  
    这章余下来的将分为两部分，每一部分讨论NGWS runtime的各个方面，直到你的C#应用程序能执行为止。  
        1、中间语言(Intermediate Language，缩写IL)和元数据  
        2、即时编译器(just-in-time compliers,简称JITers)  

2.1.1  中间语言和元数据  
    由C#编译器生成的受管代码并不是原始代码，但它是中间语言(IL)代码。这种IL代码自身变成了NGWS runtime的受管  
执行进程的入口。IL代码明显的优势在于它是CPU无关的，这也意味着，你要用目标机器上的一个编译器才能把IL代码转换  
成原始代码。  
    尽管IL代码由编译器产生，但它并不是编译器提供给运行时仅有的东西。编译器同样产生有关你代码的元数据，它告  
诉运行时有关你代码的更多的东西，例如各种类型的定义、各种类型成员的签名以及其它数据。基本上，元数据是类型  
库、注册表内容和其它用于COM的信息。尽管如此，元数据还是直接和执行代码合并在一起，并不处在隔离的位置。  
    IL和元数据存放于扩展了PE格式的文件中(PE格式用于.exe和.dll文件)。当这样的一个PE文件被装载时，运行时从文  
件中定位和分离出元数据和IL。  
    在进一步说明之前，我想给你已有的IL指令的简短目录。尽管它不是一个完整的清单，也不需要你熟记和理解，但是  
它列出了你所必需的、C#程序所基于的知识基础。  

    算术和逻辑操作符  
    控制流  
    直接内存访问  
    堆栈操作  
    参数和局部变量  
    堆栈分配  
    对象模式  
    实例类型值  
    临界区  
    数组  
    分型位置  
    即时编译器(JITters)  

2.1.2  即时编译器(JITters)  
    由C#或其它能产生受管代码的编译器所生成的受管代码就是IL码。虽然IL代码被包装在一个有效的PE文件中，但是你  
还是不能执行它，除非它被转换成为受管原始代码。这就是NGWS runtime 即时编译器(也称作JITters)大显身手的时候。  
    为什么你会对即时编译代码感到厌繁， 为什么不把整个IL PE文件编译成原始代码? 答案是时间——需要把IL代码编  
译成CPU规格的代码的时间。这种编译将更加有效率，因为一些程序段从来就没有被执行过。例如，在我的字处理器中，邮  
件合并功能从来就没有被编译。  
    从技术上说，全部的处理过程如下：当一个类型被装载时，装载器创建一个存根(stub)，并使它连接每一个类型的方  
法。当一个方法第一次被调用时，存根把控制交给JIT。JIT把IL编译为原始代码，且把存根指针指向缓冲了的原始代码。  
接着的调用将执行原始码。在某些位置上(At some point)，所有的IL都被转换成为原始代码，而JITter处于空闲状态。  
    正如我在前面提到的，JIT编译器有很多，不止一个。在Windows平台上，NGWS runtime装有3个不同的JIT编译器。  
    JIT——这是NGWS runtime默认使用的JIT编译器。它是一个后台(back end)优化的编译器 ，在前台(up front)实行数  
据流分析，并创建了高度优化的受管原始代码做为输出结果。JIT可以使用不严格的IL指令集编码，但是所需资源将十分可  
观。主要的限制在于内存足迹(footprint)、结果工作集，以及实行优化所消耗的时间。  
    EconoJIT—— 和主JIT相比，EconJIT的目标是把IL高速地转换成受管原始代码。它允许缓冲所产生的原始代码，但是  
输出码并不象主JIT生成的代码那样优化(代码小)。当内存紧张时，快速代码生成方案的优势将荡然无存。通过永久地抛弃  
无用的已JIT过的代码，你可以把更大的IL程序装入代码缓冲区。因为JIT编译快，执行速度也仍然很快。  
    PreJIT—尽管它是基于主JIT的，但操作起来更象是一个传 统的编译器。你安装了NGWS组件，它才能运行，才可以把  
IL代码编译成受管原始代码。当然最终的结果为，更快的装载时间和更快的应用程序启动时间(不需要更多的JIT编译)。  
    在所列出的JITters中，有两个是运行时的JITters。可是你怎么决定要使用哪一个JIT，它如何使用内存? 有一个称  
做"JIT编译管理器"的小应用程序(jitman.exe)，它存放于NGWS SDK安装目录下的bin目录中。当执行该程序时，它把一个  
图标加到系统任务条上，双击该图标打开程序对话框(见图2.1)。