COOOOOOOOL

前言：

0.1 提要

歡迎閱讀《展現(xiàn) C#》(Presenting C#)。這本書是你提高企業(yè)編程語言的一條捷徑。這種企業(yè)編程語言帶有下一代編程語言服務(wù)運(yùn)行時(NGWS Runtime)：C#(發(fā)音"C sharp")。

NGWS Runtime 是一個不僅管理執(zhí)行代碼、同時也提供使編程更加容易的動態(tài)環(huán)境。編譯器產(chǎn)生受管代碼以指向這種受管理執(zhí)行環(huán)境。你獲得跨平臺語言集成、跨平臺語言異常處理、增強(qiáng)安全性、版本控制、安排支持和查錯服務(wù)。

支持NGWS Runtime 的主要語言是C#。支持NGWS框架的很多程序是用C#寫的，因此，在一些帶有NGWS Runtime的編譯器中，它的編譯器可以被認(rèn)為是非常經(jīng)得起測試且是經(jīng)過優(yōu)化的。C#語言借鑒了C++，但是具備現(xiàn)代化和新增的類型安全——使C#成為企業(yè)解決方案的首選語言。

0.2 誰應(yīng)該讀這本書

如果你對編程很陌生，這本書不適合你。這本書企圖讓程序員解脫并使用C#，基于他們已經(jīng)擁有的知識。《展現(xiàn) C#》的目標(biāo)瞄準(zhǔn)了已經(jīng)具有如C/C++、VB、Java或其它編程經(jīng)驗的程序員。

如果你具有C++的背景，轉(zhuǎn)向C#會很容易，但是，如果你精通于其它不同的語言，這本書也會耗掉你的一些日子。如果你有一點(diǎn)COM編程的知識，這本會更有趣，但會COM編程不再是必要的。

0.3 這本書如何組織

第一章 C#簡介——這一章把你帶到C#逛一回，同時回答了有關(guān)你應(yīng)該考慮學(xué)習(xí)C#的問題。
       第二章 NGWS Runtime 的技術(shù)基礎(chǔ)——介紹NGWS Runtime為運(yùn)行的C#代碼所提供的低層架構(gòu)。
       第三章 第一個C#應(yīng)用程序——創(chuàng)建真正第一個C#應(yīng)用程序(否則它是什么呢?)，它就是一個"Hello World"應(yīng)用程序。
       第四章 C#類型——可以看到用在C#應(yīng)用程序中的各種類型。探索值型和引用型的區(qū)別，還有如何加框和消框。
       第五章 類——C#功能真正強(qiáng)大的標(biāo)志，它是具有類的面向?qū)ο蟮木幊獭Ｄ銜W(xué)到好多好多的東西，如構(gòu)造函數(shù)、析構(gòu)函數(shù)、方法、屬性、索引和事件等。
       第六章 控制語句——對應(yīng)用程序?qū)嵭辛鞒炭刂啤Ｌ剿鰿#提供的各種選擇和陳述語句。
       第七章 異常處理——獲得了編寫實現(xiàn)異常處理的應(yīng)用程序技巧，擁有這種技巧，在NGWS Runtime世界，你是一個好的公民
       第八章 用C#寫組件——用C#構(gòu)建組件，因為支持NGWS Runtime，它可以被不同語言平臺的客戶使用。
       第九章 配置和安排——學(xué)到如何用C#有條件地進(jìn)行編譯工作，和如何為你的C#源碼自動地創(chuàng)建文檔。另外，這一章將介紹到NGWS的版本技術(shù)問題。
       第十章 用非受管代碼交互操作——發(fā)現(xiàn)你如何使用C#內(nèi)部的非受管代碼，且非受管代碼如何與你的C#組件一起交互操作。
       第十一章 C#代碼查錯——獲得使用SDK查錯工具的技巧，可以在應(yīng)用程序中準(zhǔn)確地找到錯誤并修改它們。
       第十二章 安全——探索NGWS Runtime的安全概念。學(xué)到代碼訪問安全性和基于角色的安全性。

0.4 使用這本書你需要什么?

從這本書的觀點(diǎn)看，你所需要的就是下一代windows服務(wù)軟件開發(fā)包(NGWS SDK)。盡管至少只要有NGWS Runtime 和C#編譯器就可以，但當(dāng)探索這些激動人心的新技術(shù)功能 時，在一臺機(jī)器上裝有說明文件檔和所有的SDK工具(包括debugger)，將是一個極好的主意。
這本書不需要你裝在機(jī)器上的Visual Studio 7的任何工具。我僅建議你要有一個優(yōu)秀的支持行數(shù)的程序編輯器，用以編輯C#源文件。
……
(省略掉一些有關(guān)出版過程和表示感謝的段落)

0.5 關(guān)于作者

Christoph Wille，微軟系統(tǒng)工程師(MCSE)、微軟系統(tǒng)開發(fā)師(MCSD)、Netware網(wǎng)絡(luò)管理員(CNA)和MCP-IT，作為一個網(wǎng)絡(luò)咨詢?nèi)藛T和程序員，特別精通Windows DNA。微軟認(rèn)為他是ASP方面最有價值的人(MVP)，他是和微軟在一起使用早期的C#版本的少數(shù)開發(fā)者之一。
Christoph 獨(dú)自或參與了幾本書的寫作，包括Sams出版社的《自學(xué)ADO2.5 21天》、《自學(xué)ASP 24小時》、《自學(xué)MCSE TCP/IP 14天》和《MCSE 訓(xùn)練指南：SQL Server 7管理》。

第一章 C# 簡介 　

歡迎您加入C#的世界！ 這一章將把您引進(jìn)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(diǎn)，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Ｈ绻荂/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(dá)式和操作符。假如不仔細(xì)看，簡直會把它當(dāng)成C++。

關(guān)于C#最重要的一點(diǎn)：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(xiàn)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 "."。現(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(jī)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(xì)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！（首次學(xué)C#，cnbruce就感受到了，“=”and “==”：）

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(fèi)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(jìn)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(yùn)行時NGWS提供了一個垃圾收集器，負(fù)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(qiáng)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(diǎn)在于它是交叉語言的(運(yùn)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(yùn)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?/p>

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蟮母拍睿绶庋b、繼承和多態(tài)性。完整的C#類模式構(gòu)建在NGWS運(yùn)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(diǎn)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(xì)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(yùn)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(yùn)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(qiáng)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(qiáng)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(hù)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(fù)責(zé)清零。而局部變量，則由您負(fù)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(diǎn)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(qiáng)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(yùn)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(yùn)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(yùn)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(jìn)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(jìn)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(qiáng)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(diǎn)的COM對象。NGWS運(yùn)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(xì)節(jié)。

最后，C#允許您 用C 原型的API進(jìn)持內(nèi)部操作。可以從您的應(yīng)用程序訪問任何DLL中的入口點(diǎn)(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(jìn)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(diǎn)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(yùn)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(diǎn)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１M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