C#語言程序設(shè)計,李繼武 編著,清華大學(xué)出版社,C#語言程序設(shè)計,2,1999年，微軟公司秘密開發(fā)一個名叫COOL的新語言，具體內(nèi)幕無從知曉，2000年6月26日，微軟公司在美國奧蘭多（美國佛羅里達(dá)州中部城市）舉行的“職業(yè)開發(fā)人員技術(shù)大會”（Professional Developer Conference，PDC 2000）上，推出了這個新語言，并改名為C#（讀作C Sharp） 微軟公司為什么要開發(fā)C#語言？ 早在1995年，Sun公司的James Gosling（詹姆斯格斯林）開發(fā)出了Java 語言。 Java語言簡單、面向?qū)ο?、功能?qiáng)大，并且由于JVM虛擬機(jī)的緣故，它可以跨平臺運行。,1.1 C#語言簡介,C#語言程序設(shè)計,3,Java特性使 Java 語言逐漸成為企業(yè)級應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的首選工具，越來越多使用C/C+開發(fā)軟件的人員開始轉(zhuǎn)向使用 Java 來進(jìn)行應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)。微軟公司感覺到了Java的壓力，于是在Anders Hejlsberg（安德斯海爾斯伯格）領(lǐng)導(dǎo)下，迅速開發(fā)出了Java語言的微軟版Visual J+。 這個產(chǎn)品很快成為強(qiáng)大的Windows應(yīng)用開發(fā)平臺，并成為業(yè)界公認(rèn)的優(yōu)秀Java編譯器。 Sun公司以Visual J+主要用在Windows平臺系統(tǒng)開發(fā)為由，起訴微軟公司違反了Java開發(fā)平臺的中立性，并中止了對微軟公司的Java授權(quán)，微軟公司陷入被動局面。,1.1.1 C#語言誕生的背景,C#語言程序設(shè)計,4,為了徹底擺脫受制于Java語言的局面，微軟公司于1998年12月啟動了一個全新的語言項目COOL。 它是C#語言的前身，這個語言的首席開發(fā)者仍然是Anders Hejlsberg，他是Borland公司的創(chuàng)始人之一，Delphi之父，由于后期在Borland公司未受重用，比爾蓋茨慧眼識才，三故茅廬將他請到了微軟公司主持Visual J+的開發(fā)工作。 由于Visual J+語言陷入僵局，Anders Hejlsberg干脆另起爐灶，于1999年開始了C#語言的開發(fā)歷程。 1999年7月，COOL語言完成了一個內(nèi)部版本。2000年2月，正式更名為C#。 2000年7月，發(fā)布了C#語言的第一個預(yù)覽版。 2002年2月，推出了C#語言的正式版C#1.0。,1.1.1 C#語言誕生的背景,C#語言程序設(shè)計,5,1、C#語言是一門簡單的編程語言 當(dāng)然，簡單是相對的概念，比如C/C+這類語言，它們的表達(dá)能力很強(qiáng)，但是比較瑣碎，換句話說，程序員需要關(guān)注的細(xì)節(jié)特別多，而C#語言借鑒了C/C+以及Java語言的優(yōu)點，避免了它們的不足，語法上變得簡潔而優(yōu)雅。 2、C#語言是一門現(xiàn)代的編程語言 說它現(xiàn)代，這要談一談編程語言的歷史。自計算機(jī)誕生以來，最初的機(jī)器語言只能由當(dāng)時的科學(xué)家來使用，其后的匯編語言開始流行，但學(xué)起來也是相當(dāng)難，鑒于此，高級語言誕生了，同機(jī)器語言和匯編語言相比，高級語言不依賴于計算機(jī)硬件，而且學(xué)習(xí)難度顯著降低了，并且這期間計算機(jī)開始逐漸普及，這使得通過高級語言進(jìn)行編程成為一種社會上的職業(yè)需求。,1.1.2 C#語言的特點,C#語言程序設(shè)計,6,3、C#語言是一門面向?qū)ο蟮木幊陶Z言 目前，主流的編程語言幾乎都支持面向?qū)ο缶幊?，比如Java、VB、C+等等，同它們相比，C#語言在支持面向?qū)ο缶幊谭矫孀龅酶兇?、更徹底。通過C+，我們可以面向?qū)ο缶幊?，也可以不面向?qū)ο缶幊蹋瑥倪@個角度看，C+是通用的編程語言，而不是純正的面向?qū)ο缶幊陶Z言，當(dāng)然，這不是C+語言的毛病，這是C+語言犀利的地方，不過，在面向?qū)ο罄碚摯笮衅涞赖慕裉?，C+對不面向?qū)ο缶幊痰闹С?，使得它的語法更復(fù)雜、學(xué)習(xí)難度更大。,1.1.2 C#語言的特點,C#語言程序設(shè)計,7,4、C#語言是一門類型安全的語言 所謂類型安全就是指不可以將A類型強(qiáng)制轉(zhuǎn)換成B類型，從而對轉(zhuǎn)換后的A類型進(jìn)行B類型上定義的操作，換句話說，變量類型定義后，不能將其再轉(zhuǎn)換成其它類型（非本類型或非本類型的子類型）。由于類型安全直接涉及到內(nèi)存安全，所以保證類型安全是CLR的使命之一，C#可以直接享受類型安全所帶來的好處。 綜上所述，C#語言是一門簡單、現(xiàn)代、面向?qū)ο蠛皖愋桶踩木幊陶Z言。,1.1.2 C#語言的特點,C#語言程序設(shè)計,8,沒有.NET框架，單純說C#語言是沒有意義的，因為C#語言編程離不開.NET框架的支持，如果非要比較二者的重要性，那顯然.NET框架更重要，因為沒有C#語言，還有其它語言（比如VB.NET）可以使用.NET框架，而沒有.NET框架，C#語言將無法生存。那么，.NET框架到底是什么？,1.2 .NET框架簡介,C#語言程序設(shè)計,9,1、C/API開發(fā)模式 早期的C語言開發(fā)時期，程序員需要花大氣力掌握數(shù)千Windows API（Application Programming Interface，應(yīng)用程序編程接口）函數(shù)，然后以一種很費時的方式開發(fā)出了無數(shù)成功的應(yīng)用。 2、C+/MFC開發(fā)模式 C+給程序員帶來了面向?qū)ο蟮木幊汤砟睿瑪[脫了過程化編程的冗長與乏味，而且有了以C+類的形式封裝了Windows API的MFC（Microsoft Foundation Classes）框架，這些都大大減少了應(yīng)用程序開發(fā)人員的工作量。不過，使用C+與MFC開發(fā)程序依然是個艱難且易犯錯誤的過程。,1.2.1 .NET框架誕生的背景,C#語言程序設(shè)計,10,3、Java/J2EE開發(fā)模式 Java語言在保留了C+強(qiáng)大的同時剔除了C+中令人生厭的語法，伴隨著網(wǎng)絡(luò)的興起，Java及J2EE（Java 2 Enterprise Edition）框架迅速贏得了越來越多程序員的青睞，它們踩準(zhǔn)了軟件開發(fā)趨勢的節(jié)奏，自然獲得了市場的共振。通過Java語言和J2EE框架進(jìn)行企業(yè)級應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)事實證明是明智的選擇。 4、C#/.NET開發(fā)模式 C#語言與.NET框架的出現(xiàn)，徹底顛覆了Windows系統(tǒng)軟件開發(fā)的傳統(tǒng)模式，程序員可以從繁雜冗長的編程細(xì)節(jié)中稍事解脫，把自己更多的注意力投向用戶的需求以及問題的真正解決方案上來，等到需要編程時，簡潔明快的C#語言和強(qiáng)大的.NET框架為實現(xiàn)解決方案提供了有力的支持。,1.2.1 .NET框架誕生的背景,C#語言程序設(shè)計,11,.NET框架主要由CLR和.NET類庫這兩部分組成。 1、CLR CLR（Common Language Runtime，公共語言運行時）是.NET程序的虛擬機(jī)平臺，此處重點講解它的三個特性：平臺無關(guān)性、內(nèi)存的自動管理和代碼驗證功能。 （1）平臺無關(guān)性 CLR（Common Language Runtime，公共語言運行時）在整個.NET平臺中是個什么角色？要說清楚這個問題，大家先看看圖1-1。,1.2.2 .NET框架的組成,C#語言程序設(shè)計,12,1.2.2 .NET框架的組成,從圖1-1中我們可以看出，C#開發(fā)的.NET程序是以CLR為運行平臺的，這與C+不同。.NET程序為什么要采用這種中間語言加虛擬機(jī)運行的模式？這當(dāng)然是有原因的，這其中獲得的最大好處就是.NET程序可以跨平臺了?，F(xiàn)在我們看看用C#語言開發(fā)的.NET程序，由于它并不直接編譯成本機(jī)代碼，不需要CPU直接識別，所以它就沒有了CPU架構(gòu)的依賴，又由于它不直接同操作系統(tǒng)打交道，而是同CLR打交道，這就沒有了操作系統(tǒng)的依賴，沒有了這兩個依賴，它就實現(xiàn)了平臺的無關(guān)性。,C#語言程序設(shè)計,13,1.2.2 .NET框架的組成,（2）內(nèi)存的自動管理 .NET程序需要內(nèi)存時是向CLR申請，而CLR將它所掌控的內(nèi)存劃分成棧內(nèi)存和堆內(nèi)存，其中棧內(nèi)存用后自動釋放無需管理，堆內(nèi)存在分配給.NET程序后，也不需要.NET程序員寫代碼釋放，而是由CLR來管理，CLR有一個單獨的線程專門用來管理它分配出去的堆內(nèi)存，當(dāng)它發(fā)現(xiàn)某塊堆內(nèi)存處于無主的廢棄狀態(tài)時，就會主動將其回收，這種機(jī)制有個專門術(shù)語叫“垃圾回收”，有了這種機(jī)制，.NET程序員不用再擔(dān)心出現(xiàn)“內(nèi)存泄露”了。 （3）代碼驗證功能 .NET程序由于被編譯成中間代碼，因此在運行前需要先由CLR即時編譯成本機(jī)代碼然后再運行，事實上，CLR在編譯前有一個驗證過程，該過程檢查中間代碼是否安全，也就是要確保它們不會訪問它們不應(yīng)該訪問的內(nèi)存。,C#語言程序設(shè)計,14,1.2.2 .NET框架的組成,2、.NET類庫 .NET程序員的編程工作就是基于.NET類庫展開的，所以.NET類庫是.NET程序員學(xué)習(xí)的重點。 常用的幾個命名空間： （1）System.Data命名空間 （2）System.Drawing命名空間 （3）System.IO命名空間 （4）System.Net命名空間 （5）System.Web命名空間 （6）System.Web.UI命名空間 （7）System.Windows.Forms命名空間 （8）System.Xml命名空間 （9）System.Linq命名空間,C#語言程序設(shè)計,15,1.3 Visual Studio.NET簡介,微軟提供的Visual Studio.NET（簡稱為VS.NET）集成開發(fā)平臺無疑是業(yè)界最好用的開發(fā)平臺之一，程序員通過它可以快捷高效地進(jìn)行軟件開發(fā)，事實上，很多程序員喜歡微軟的技術(shù)，就是因為喜歡VS.NET的緣故，有過Java語言編程經(jīng)歷的人都知道，Java語言和J2EE平臺沒有一個像VS.NET那樣好用的集成開發(fā)平臺，這不能不說是Java程序員的痛苦。 C#語言是程序員手中的編程工具，.NET框架為程序員提供了編程時要使用的各種功能各異的類庫，而VS.NET集成開發(fā)平臺則為程序員便捷地使用C#語言操作.NET類庫提供了方便的舞臺，所以對于C#程序員來說，這三者往往是分不開的，微軟也經(jīng)常將三者的版本更新一同發(fā)布，下面大家就通過表1-1來了解一下這些產(chǎn)品的版本變化歷程。,C#語言程序設(shè)計,16,1.3 Visual Studio.NET簡介,