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由C++轉向C#需要注意的變化(一)

編輯:C#入門知識

引言:每隔10年左右,編程人員就需要花費大量的時間和精力去學習新的編程技術。在80年代是Unix和C,90年代是Windows和C++,現在又輪到了微軟的.NETFramework和C#。盡管需要學習新的技術,但由此帶來的好處卻遠高於付出的勞動。幸運的是,使用C#和.NET進行的大多數工程的分析和設計與在C++和Windows中沒有本質的變化。在本篇文章中,我將介紹如何實現由C++到C#的飛躍。

  已經有許多文章介紹過C#對C++的改進,在這裡我就不再重復這些問題了。在這裡,我將重點討論由C++轉向C#時最大的變化:由不可管理的環境向可管理的環境的變化。此外,我還會提出一些C#編程人員容易犯的錯誤供大家參考,此外,還將說明一些C#語言的能夠影響編程的新功能。

  系列文章:[由C++轉向C#需要注意的變化(二)]

  轉向可管理的環境

  C++的設計目標是低級的、與平台無關的面向對象編程語言,C#則是一種高級的面向組件的編程語言。向可管理環境的轉變意味著你編程方式思考的重大轉變,C#不再處理細微的控制,而是讓架構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、甚至是內存中的某一特定位置創建一個對象。

  在.NET的可管理環境中,我們再不用進行那樣細微的控制了。在選擇了要創建的類型後,它的位置就是固定的了。簡單類型(ints、double和long)的對象總是被創建在棧中(除非它們是被包含在其他的對象中),類總是被創建在堆中。我們無法控制對象是創建在堆中哪個位置的,也沒有辦法得到這個地址,不能將對象放置在內存中的某一特定位置。(當然也有突破這些限制的方法,但那是很另類的方法。)我們再也不能控制對象的生存周期,C#沒有destructor。碎片收集程序會將對象所占用的內存進行回收,但這是非顯性地進行的。

  正是C#的這種結構反映了其基礎架構,其中沒有多重繼承和模板,因為在一個可管理的碎片收集環境中,多重繼承是很難高效地實現的。

  C#中的簡單類型僅僅是對通用語言運行庫(CLR)中類型的簡單映射,例如,C#中的int是對System.Int32的映射。C#中的數據類型不是由語言本身決定的,而是由CLR決定的。事實上,如果仍然想在C#中使用在VisualBasic中創建的對象,就必須使自己的編程習慣更符合CLR的規定。

  另一方面,可管理的環境和CLR也給我們帶來了好處。除了碎片收集和所有.NET語言中統一的數據類型外,它還提供給我們一個功能強大的面向組件的編程語言,無須對後期綁定提供特別的支持,類型發現和後期綁定都是被內置在語言中的。屬性是C#語言中的第一類的成員,事件和代理也是。

  可管理環境最主要的優點是.NETFramework。盡管在所有的.NET語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、接口和對象。

  Traps

  C#看起來與C++非常相似,這使得我們在由C++轉向C#時比較輕松,但其中也有一些容易出錯的地方。在C++中編寫得非常漂亮的代碼,在C#中會不能通過編譯,甚至會出現意想不到的結果。C#與C++之間在語法上的變化並不大,編譯器能夠發現這二者之間大部分的差異,我在這裡就不再多費筆墨了,在這裡我介紹幾個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據是有區別的。簡單類型(int、long、double等)和結構屬於值類型數據,類和對象屬於引用類型數據。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在棧中。引用類型的變量也存儲在棧中,但它的值是一個存儲在堆中的對象的地址,這一點也與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。


引言:每隔10年左右,編程人員就需要花費大量的時間和精力去學習新的編程技術。在80年代是Unix和C,90年代是Windows和C++,現在又輪到了微軟的.NETFramework和C#。盡管需要學習新的技術,但由此帶來的好處卻遠高於付出的勞動。幸運的是,使用C#和.NET進行的大多數工程的分析和設計與在C++和Windows中沒有本質的變化。在本篇文章中,我將介紹如何實現由C++到C#的飛躍。

  已經有許多文章介紹過C#對C++的改進,在這裡我就不再重復這些問題了。在這裡,我將重點討論由C++轉向C#時最大的變化:由不可管理的環境向可管理的環境的變化。此外,我還會提出一些C#編程人員容易犯的錯誤供大家參考,此外,還將說明一些C#語言的能夠影響編程的新功能。

  系列文章:[由C++轉向C#需要注意的變化(二)]

  轉向可管理的環境

  C++的設計目標是低級的、與平台無關的面向對象編程語言,C#則是一種高級的面向組件的編程語言。向可管理環境的轉變意味著你編程方式思考的重大轉變,C#不再處理細微的控制,而是讓架構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、甚至是內存中的某一特定位置創建一個對象。

  在.NET的可管理環境中,我們再不用進行那樣細微的控制了。在選擇了要創建的類型後,它的位置就是固定的了。簡單類型(ints、double和long)的對象總是被創建在棧中(除非它們是被包含在其他的對象中),類總是被創建在堆中。我們無法控制對象是創建在堆中哪個位置的,也沒有辦法得到這個地址,不能將對象放置在內存中的某一特定位置。(當然也有突破這些限制的方法,但那是很另類的方法。)我們再也不能控制對象的生存周期,C#沒有destructor。碎片收集程序會將對象所占用的內存進行回收,但這是非顯性地進行的。

  正是C#的這種結構反映了其基礎架構,其中沒有多重繼承和模板,因為在一個可管理的碎片收集環境中,多重繼承是很難高效地實現的。

  C#中的簡單類型僅僅是對通用語言運行庫(CLR)中類型的簡單映射,例如,C#中的int是對System.Int32的映射。C#中的數據類型不是由語言本身決定的,而是由CLR決定的。事實上,如果仍然想在C#中使用在VisualBasic中創建的對象,就必須使自己的編程習慣更符合CLR的規定。

  另一方面,可管理的環境和CLR也給我們帶來了好處。除了碎片收集和所有.NET語言中統一的數據類型外,它還提供給我們一個功能強大的面向組件的編程語言,無須對後期綁定提供特別的支持,類型發現和後期綁定都是被內置在語言中的。屬性是C#語言中的第一類的成員,事件和代理也是。

  可管理環境最主要的優點是.NETFramework。盡管在所有的.NET語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、接口和對象。

  Traps

  C#看起來與C++非常相似,這使得我們在由C++轉向C#時比較輕松,但其中也有一些容易出錯的地方。在C++中編寫得非常漂亮的代碼,在C#中會不能通過編譯,甚至會出現意想不到的結果。C#與C++之間在語法上的變化並不大,編譯器能夠發現這二者之間大部分的差異,我在這裡就不再多費筆墨了,在這裡我介紹幾個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據是有區別的。簡單類型(int、long、double等)和結構屬於值類型數據,類和對象屬於引用類型數據。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在棧中。引用類型的變量也存儲在棧中,但它的值是一個存儲在堆中的對象的地址,這一點也與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。


結構

  C#中的結構與C++中有非常明顯的區別。在C++中,結構更象是類,除了缺省的繼承外,其缺省的訪問權限是public而不是private。在C#中,結構與類截然不同,它是用來封裝輕型對象的,是值類型的數據類型,在傳遞時傳送的是變量的值,而不是其地址。此外,它們也有一些不適用於類的限制,例如,它是不能繼承的,也沒有除System.ValueType之外的基本類。結構還不能定義一個缺省的constructor。

  另一方面,由於結構比類的效率要高,因此它非常適合於創建輕型對象。因此,如果它的缺點對你的軟件沒有影響,使用結構比使用類效率要高得多,尤其是對於小對象而言。

  所有的一切都是對象

  在C#中,所有的東西都是由繼承Object得到的,包括創建的類和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的一個例子是與System.Console.WriteLine一起使用,它可以接受一個字符串和許多對象。與使用printf語句不同,要使用WriteLine,需要提供代換變量。假設myEmployee是用戶定義的Employee類的一個實例,myCounter是用戶定義的Counter類的一個實例:


   Console.WriteLine("Theemployee:{0},thecountervalue:{1}",
  myEmployee,myCounter); 


  其中的WriteLine會調用每個對象的Object.ToString方法,替換作為參數返回的變量。如果Employee類不覆蓋ToString,就會調用缺省的實現(由System.Object繼承得到的),它將把類的名字作為一個字符串返回。Counter會覆蓋ToString,返回一個整型的變量,因此,上面代碼的輸出為:


   Theemployee:Employee,thecountervalue:12 


  如果向WriteLine傳遞一個整型變量會發生什麼情況呢?由於不能對整型變量調用ToString,編譯器將自動將整型變量封裝在一個對象的實例中。當WriteLine調用ToString時,對象就會返回表示整型變量值的字符串。下面的代碼就說明了這個問題:

  類的使用


   usingSystem;
  //不覆蓋ToString的類
  publicclassEmployee
  {
  }
  //覆蓋了ToString的類
  publicclassCounter
  {
  pri

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