每隔10年左右，編程人員就需要花費(fèi)大量的時(shí)間和精力去學(xué)習(xí)新的編程技術(shù)。在80年代是Unix和C，90年代是Windows和C++，現(xiàn)在又輪到了微軟的。NETFramework和C #.盡管需要學(xué)習(xí)新的技術(shù)，但由此帶來的好處卻遠(yuǎn)高于付出的勞動(dòng)。幸運(yùn)的是，使用C#和。NET進(jìn)行的大多數(shù)工程的分析和設(shè)計(jì)與在C++和Windows中沒有本質(zhì)的變化。在本篇文章中，我將介紹如何實(shí)現(xiàn)由C++到C#的飛躍。
已經(jīng)有許多文章介紹過C#對(duì)C++的改進(jìn)，在這里我就不再重復(fù)這些問題了。在這里，我將重點(diǎn)討論由C++轉(zhuǎn)向C#時(shí)最大的變化：由不可管理的環(huán)境向可管理的環(huán)境的變化。此外，我還會(huì)提出一些C#編程人員容易犯的錯(cuò)誤供大家參考，此外，還將說明一些C#語(yǔ)言的能夠影響編程的新功能。
轉(zhuǎn)向可管理的環(huán)境
C++的設(shè)計(jì)目標(biāo)是低級(jí)的、與平臺(tái)無關(guān)的面向?qū)ο缶幊陶Z(yǔ)言，C#則是一種高級(jí)的面向組件的編程語(yǔ)言。向可管理環(huán)境的轉(zhuǎn)變意味著你編程方式思考的重大轉(zhuǎn)變，C#不再處理細(xì)微的控制，而是讓架構(gòu)幫助你處理這些重要的問題。例如，在C++中，我們就可以使用new在棧中、堆中、甚至是內(nèi)存中的某一特定位置創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象。
在。NET的可管理環(huán)境中，我們?cè)俨挥眠M(jìn)行那樣細(xì)微的控制了。在選擇了要?jiǎng)?chuàng)建的類型后，它的位置就是固定的了。簡(jiǎn)單類型（ints、double和long）的對(duì)象總是被創(chuàng)建在棧中（除非它們是被包含在其他的對(duì)象中），類總是被創(chuàng)建在堆中。我們無法控制對(duì)象是創(chuàng)建在堆中哪個(gè)位置的，也沒有辦法得到這個(gè)地址，不能將對(duì)象放置在內(nèi)存中的某一特定位置。（當(dāng)然也有突破這些限制的方法，但那是很另類的方法。）我們?cè)僖膊荒芸刂茖?duì)象的生存周期，C#沒有destructor.碎片收集程序會(huì)將對(duì)象所占用的內(nèi)存進(jìn)行回收，但這是非顯性地進(jìn)行的。
正是C#的這種結(jié)構(gòu)反映了其基礎(chǔ)架構(gòu)，其中沒有多重繼承和模板，因?yàn)樵谝粋€(gè)可管理的碎片收集環(huán)境中，多重繼承是很難高效地實(shí)現(xiàn)的。
C#中的簡(jiǎn)單類型僅僅是對(duì)通用語(yǔ)言運(yùn)行庫(kù)（CLR）中類型的簡(jiǎn)單映射，例如，C#中的int是對(duì)System.Int32的映射。C#中的數(shù)據(jù)類型不是由語(yǔ)言本身決定的，而是由CLR決定的。事實(shí)上，如果仍然想在C#中使用在VisualBasic中創(chuàng)建的對(duì)象，就必須使自己的編程習(xí)慣更符合CLR的規(guī)定。
另一方面，可管理的環(huán)境和CLR也給我們帶來了好處。除了碎片收集和所有。NET語(yǔ)言中統(tǒng)一的數(shù)據(jù)類型外，它還提供給我們一個(gè)功能強(qiáng)大的面向組件的編程語(yǔ)言，無須對(duì)后期綁定提供特別的支持，類型發(fā)現(xiàn)和后期綁定都是被內(nèi)置在語(yǔ)言中的。屬性是C#語(yǔ)言中的第一類的成員，事件和代理也是。
可管理環(huán)境最主要的優(yōu)點(diǎn)是。NETFramework.盡管在所有的。NET語(yǔ)文中都可以使用這種框架，但C#可以更好地使用。NET框架中豐富的類、接口和對(duì)象。
Traps
C#看起來與C++非常相似，這使得我們?cè)谟蒀++轉(zhuǎn)向C#時(shí)比較輕松，但其中也有一些容易出錯(cuò)的地方。在C++中編寫得非常漂亮的代碼，在C#中會(huì)不能通過編譯，甚至?xí)霈F(xiàn)意想不到的結(jié)果。C#與C++之間在語(yǔ)法上的變化并不大，編譯器能夠發(fā)現(xiàn)這二者之間大部分的差異，我在這里就不再多費(fèi)筆墨了，在這里我介紹幾個(gè)容易出問題的比較重要的變化：
引用類型和值類型
在C#中，值類型和引用類型數(shù)據(jù)是有區(qū)別的。簡(jiǎn)單類型（int、long、double等）和結(jié)構(gòu)屬于值類型數(shù)據(jù)，類和對(duì)象屬于引用類型數(shù)據(jù)。除非是包含在引用類型的變量中，與在C++中一樣，值類型變量的值存儲(chǔ)在棧中。引用類型的變量也存儲(chǔ)在棧中，但它的值是一個(gè)存儲(chǔ)在堆中的對(duì)象的地址，這一點(diǎn)也與C++類似。值類型變量是將自己的值傳遞給方法，而引用類型變量則將自己的指針傳遞給方法。
結(jié)構(gòu)
C#中的結(jié)構(gòu)與C++中有非常明顯的區(qū)別。在C++中，結(jié)構(gòu)更象是類，除了缺省的繼承外，其缺省的訪問權(quán)限是public而不是private.在C#中，結(jié)構(gòu)與類截然不同，它是用來封裝輕型對(duì)象的，是值類型的數(shù)據(jù)類型，在傳遞時(shí)傳送的是變量的值，而不是其地址。此外，它們也有一些不適用于類的限制，例如，它是不能繼承的，也沒有除System.ValueType之外的基本類。結(jié)構(gòu)還不能定義一個(gè)缺省的constructor.
另一方面，由于結(jié)構(gòu)比類的效率要高，因此它非常適合于創(chuàng)建輕型對(duì)象。因此，如果它的缺點(diǎn)對(duì)你的軟件沒有影響，使用結(jié)構(gòu)比使用類效率要高得多，尤其是對(duì)于小對(duì)象而言。
所有的一切都是對(duì)象
在C#中，所有的東西都是由繼承Object得到的，包括創(chuàng)建的類和int、structs等值類型的變量。Object類提供了一些有用的方法，例如ToString，使用ToString的一個(gè)例子是與System.Console.WriteLine一起使用，它可以接受一個(gè)字符串和許多對(duì)象。與使用printf語(yǔ)句不同，要使用WriteLine，需要提供代換變量。假設(shè)myEmployee是用戶定義的Employee類的一個(gè)實(shí)例，myCounter是用戶定義的Counter類的一個(gè)實(shí)例：
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Console.WriteLine("Theemployee:{0},thecountervalue:{1}",
myEmployee,myCounter); |
其中的WriteLine會(huì)調(diào)用每個(gè)對(duì)象的Object.ToString方法，替換作為參數(shù)返回的變量。如果Employee類不覆蓋ToString，就會(huì)調(diào)用缺省的實(shí)現(xiàn)（由System.Object繼承得到的），它將把類的名字作為一個(gè)字符串返回。Counter會(huì)覆蓋ToString，返回一個(gè)整型的變量，因此，上面代碼的輸出為：
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Theemployee:Employee,thecountervalue:12 |
如果向WriteLine傳遞一個(gè)整型變量會(huì)發(fā)生什么情況呢？由于不能對(duì)整型變量調(diào)用ToString，編譯器將自動(dòng)將整型變量封裝在一個(gè)對(duì)象的實(shí)例中。當(dāng)WriteLine調(diào)用ToString時(shí)，對(duì)象就會(huì)返回表示整型變量值的字符串。下面的代碼就說明了這個(gè)問題：
類的使用
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usingSystem;
//不覆蓋ToString的類
publicclassEmployee
{
}
//覆蓋了ToString的類
publicclassCounter
{
privateinttheVal;
publicCounter(inttheVal)
{
this.theVal=theVal;
}
publicoverridestringToString()
{
Console.WriteLine("CallingCounter.ToString()");
returntheVal.ToString();
}
} |
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publicclassTester
{
publicstaticvoidMain()
{
//創(chuàng)建類的實(shí)例
Testert=new
Tester();
//調(diào)用非靜態(tài)成員
//(mustbethroughaninstance)
t.Run();
}
//演示調(diào)用ToString的非靜態(tài)方法
publicvoidRun()
{
EmployeemyEmployee=newEmployee();
CountermyCounter=newCounter(12);
Console.WriteLine("Theemployee:{0},thecountervalue:{1}",
myEmployee,myCounter);
intmyInt=5;
Console.WriteLine("Herearetwointegers:{0}and{1}",17,myInt);
}
} |
引用型參數(shù)和輸出型參數(shù)
與C++中相同，C#中的方法也只能有一個(gè)返回值。在C++中，我們通過將指針或索引作為參數(shù)而克服了這個(gè)限制，被調(diào)用的方法改變其中的參數(shù)，調(diào)用方法就可以得到新的值了。
向方法中傳遞一個(gè)索引作為參數(shù)時(shí)，只能嚴(yán)格地按傳遞索引或指針?biāo)軌蛱峁┑姆绞皆L問原來的對(duì)象。對(duì)于值類型變量而言，就不能采用這種方法了。如果要通過引用型參數(shù)傳遞值型變量，就需要在其前面加上ref關(guān)健字。如下所示：
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publicvoidGetStats(refintage,refintID,refintyearsServed) |
需要注意的是，既需要在方法的定義中使用ref關(guān)健字，也需要在對(duì)方法的實(shí)際調(diào)用中使用ref關(guān)健字。
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Fred.GetStats(refage,refID,refyearsServed); |
現(xiàn)在，我們可以在調(diào)用方法中定義age、ID和yearsServed變量，并將它們傳遞給GetStats，得到改變后的值。
C#要求明確的賦值，也就是說，在調(diào)用GetStats方法之前，必須對(duì)age、ID和yearsServed這三個(gè)局部變量進(jìn)行初始化，這一工作似乎有點(diǎn)多余，因?yàn)槲覀儍H僅使用它們從GetStats中得到新的變量的值。為了解決這一問題，C#提供了out關(guān)健字，表示我們可以向方法中傳遞沒有被初始化的變量，這些變量將通過引用變量的方式進(jìn)行傳遞：
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publicvoidGetStats(outintage,outintID,outintyearsServed) |
當(dāng)然了，調(diào)用方法也必須作出相應(yīng)的變化：
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Fred.GetStats(outage,outID,outyearsServed); |