C#和.NET Framework 简介

C#是一种通用的类型安全且面向对象编程的语言。这种语言的目标是提高程序员的生产力，为此需要在简单性、可表达性和性能之间实现平衡。C#语言的首席架构师从第一个版本开始就是Anders Hejlsberg (Turbo Pascal的发明者和Delphi架构师）。C#语言与平台无关，但是它能够很好地与Microsoft .NET Framework协同工作。

1.1 面向对象

C#实现了面向对象编程的广泛特性，包括封装、继承和多态。封装表示在对象周围创建一个边界，将它的外部（公开）行为与内部（私有）实现细节隔离。C#在面向对象方面的特性包括：

统一的类型系统

C#中的基础构建块是一种被称为类型的数据与函数的封装单元。C#有一个统一的类型系统，其中所有类型最终都共享一个公共的基类。这意味着所有的类型，不管它们是表示业务对象，或者像数字等基本类型，都共享相同的基本功能集。例如，任何类型都可以调用它的ToString方法转换成一个字符串。

类与接口

在纯粹的面向对象泛型中，唯一的类型就是类。但是C#中还有其它几种类型，其中一种是接口（类似Java中的接口）。接口与类相似，但它只是某种类型的定义，而不是实现。在需要使用多继承时，它是非常有用的（与C++和Eiffel等语言不同，C#不支持类的多继承）。

属性、方法与事件

在纯粹的面向对象泛型中，所有函数都是方法（Smalltalk）中就是这样。在C#中，方法只是一种函数成员，也包含一些属性和事件以及其他组成部分。属性是封装了一部分对象状态的函数成员，如按钮的颜色或标签的文本。事件是简化对象状态变化处理的函数成员。

1.2 类型安全性

C#首先是一种类型安全的语言，这意味着类型只能够通过它们定义的协议进行交互，从而保证每一种类型的内部一致性。例如，C#不允许将字符串类型作为整型进行处理。

更具体地说，C#支持静态类型化，这意味着这种语言会在编译时执行静态类型安全性检查。另外一种是动态类型安全性，.NET CLR在运行时执行动态类型安全性检查。

静态类型化能够在程序运行之前去除大量的错误。它将大量的运行时单元测试转移到编译器中，验证程序中所有类型之间都是相互适合的。这样大型程序就更容易管理、更具可预测性和健壮性。而且，静态类型化使一些诸如Visual Studio 的IntelliSense等工具有助于编写程序，因为它知道某个特定变量的类型是什么，因此也知道能够调用哪些方法来处理这个变量。

提示:C#允许部分代码通过新的dynamic关键字来动态指定类型。然而，C#在大多数情况下仍然是一种静态类型化语言。

C#之所以被称为一种强类型语言，是因为它的类型规则（以静态或动态的方法执行）是非常严格的。例如，不能够使用一个浮点型参数来调用一个定义时接收整数的函数，除非显式地将这个浮点数转换为整数。这有助于防止编码错误。

强类型也是C#代码能够在沙箱中运行的原因之一。沙箱指的是安全性的所有方面都由主机控制的一种环境。在沙箱中，一定要注意不能随意忽略一个对象的类型规则从而破坏其状态。

1.3 内存管理

C#依靠运行时环境来执行自动的内存管理。CLR有一个垃圾回收器，它是作为程序一部分运行的，负责回收不再被引用的对象所占用的内存。这让程序员不需要显式地释放为对象分配的内存，从而避免了C++等语言中错误使用指针造成的内存问题。

C#并没有去除指针：它只是使大多数编程任务不需要使用指针。对于性能至关重要的热点和互操作性方面，还是可以使用指针，但是只允许在现实标记为不安全的代码块中使用。

1.4 平台支持

C#一般用来编写运行在Windows平台的代码。虽然Microsoft通过ECMA实现了C#语言和CLR的标准化，但是专门用来支持非Windows平台C#的资源（包括Microsoft内部的和外部的）总量相对较少。这意味着，如果很注重多平台支持，那么诸如Java等语言可能是更明智的选择。因此，C#可在以下情况用于编写跨平台代码：

• C#代码运行在服务器上，生成可运行在任意平台的DHTML。这正是ASP.NET采用的方法。
• C#代码运行在一个非Microsoft Common Language Runtime的运行时环境中。最典型的例子是Mono项目，它具有自己的C#编译器和运行时环境，可运行在Linux、Solaris、Mac OS X和Windows上。
• C#代码运行在一台支持Microsoft Silverlight (支持Windows和Mac OS X）的主机上。这是一种与Adobe Flash Player类似的新技术。

1.5 C#与CLR的关系

C#依赖于一个运行时环境，它包括许多特性，如自动内存管理和异常处理。C#的设计与CLR的设计非常接近，CLR提供了这些运行时特性（但C#技术上不依赖于CLR）。而且C#的类型系统与CLR的类型系统也非常接近（例如，都共享相同的基础类型定义）。

1.6 CLR和.NET Framework

.NET Framework由名为Common Language Runtime (CLR)的运行时环境和大量的程序库组成。这些程序库由核心库和应用库组成，应用库依赖于核心库。图1-1是这些程序库的可视化概况：