C#和.NET Framework简介

注：本文大部分借鉴了《果壳中的C#5.0权威指南》，小编也想根据这本书好好梳理一下C#。

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序言：C#是一种通用的类型安全且面向对象的编程语言。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，但是他能够很好的与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，包括了（封装、继承、多态）。封装表示在对象周围创建一个边界，将他的外部（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：

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1、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，其中所有的类型最终共享一个公共的基类。这意味着所有的类型，不管他们是表示业务对象，还是数字等的基本类型，都共享相同的基本功能集。例如：任何类型都可以通过调用他的ToString方法转换为一个字符串。

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2、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#中还有其他几种类型，其中一种就是接口（类似Java中的接口）。接口与类相似，但是他只有某种类型的定义，而不是实现它。在需要使用多继承时，他是非常有用的（与C++和Eiffel等语言不同，C#不支持类得多继承（单根性））。

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3、属性、方法和事件

在纯粹的面对象泛型中，所有的函数都是方法（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，如按钮的颜色和标签的文本。事件是简化了对象状态变化处理的函数成员。

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1.2 类型安全性

    C#首先是一种类型安全的语言，这意味着类型的只有通过他们的定义的协议进行交互，从而保证每一个类型内部一致性。例如：C#不允许将字符串类型作为整型处理。

更具体的说，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的。另外一种是动态类型安全性，.NET CLR（CLR常用简写词语，CLR是公共语言运行库(Common Language Runtime)和Java虚拟机一样也是一个运行时环境，它负责资源管理（内存分配和垃圾收集等），并保证应用和底层操作系统之间必要的分离。CLR存在两种不同的翻译名称：公共语言运行库和公共语言运行时。）在运行时执行动态安全性检查。

静态类型化能够在程序之前除去大量的错误。他将大量的运行单元测试转移到编译器中，验证程序中所以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，静态类型化是一些诸如：Visual Studio和IntelliSence等工具有助于编写程序，因为他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。

注：C#允许部分代码通过新的dynamic关键字来动态制定类型。然而，C#在大多数情况下是一种静态类型化的语言。

C#之所以被称为强类型语言，是因为他的类型规则（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是接受的整数函数，除非显示的将这个浮点型数转换为整数。这又助于编码错误。

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

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1.3 平台支持

    C#一般用来编写运行在Windows平台的的代码。虽然Microsoft通过ECMA（ECMAScript是一种由Ecma国际（前身为欧洲计算机制造商协会,英文名称是European Computer Manufacturers Association）通过ECMA-262标准化的脚本程序设计语言。这种语言在万维网上应用广泛，它往往被称为JavaScript或JScript，但实际上后两者是ECMA-262标准的实现和扩展。）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#资源（包括Microsoft的内部或者外部）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#可以在以下情况用于编写跨平台代码：

1.   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。

2.   C#代码运行在一个非Microsoft Common Language Runtime 的运行环境中。最典型的就是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。

3.   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。

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1.4 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，他是作为程序一部分运行的，负责回收不在被引用的对象所占用的内存。这让程序员不需要显示的释放对象分配的内存，从而避免了诸如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：他只是使大多数编程任务不在需要指针。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，但是之允许在显示标记为不安全的代码块使用

    

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1.5 C#与CLR的关系

c#依赖于一个运行环境，它包括许多特性，如自动管理内存和异常处理。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#技术不依赖于CLR）。而且C#的类型系统与CLR的类型系统非常接近（例如：都共享相同的基础类型的定义）。

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1.6 CLR和.NET Framework

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

CLR是执行托管代码的运行环境。C#是几种将源代码编译为托管代码语言之一。托管代码会被打包成程序集，他可以是.exe或者.dll(程序库)的形式，包括了类型信息和元数据。

托管代码用Intermediate Language 或者IL表示。当CLR加载一个程序集时，他将会将IL转换为该主机的原生代码，如X86.这个转换是通过CLR的JT（JUST-IN-TIME）编译器完成的。程序集几乎保留了所有的源语言的解构，这使得他很容易被检测，也很容易动态的生成代码。

提示：Red Gate 的.NET Reflector是个重要分析程序集内容的工具（你可以将他看作为反编译器使用）。

   CLR是无数运行时的主机。这些服务包括了内存管理、程序加载和安全服务。CLR是与语言无关的。他允许开发人员使用多种语言（例如：C#、Visual Basic、.NET、Managed C++、Delp.NET、Chrome .NET和J#）开发应用程序。.NET Framework 只支持基础所有Windows平台或Web的应用程序的程序库组成。

1.7 C#与Windows Runtime

    C#5.0还实现了Windows runtime（WinRT）库的互操作。WinRT是一个可扩展接口和运行环境，他可以用面向对象和语言无关的方式访问库。win8带有这个运行库，属于Microsoft组件对象模型或COM的扩展版本。（最低win8）

1.8 C#5.0新特性

    C#5.0两个较大的新特性是通过两个关键字（async和await）支持异步功能。异步功能支持使用异步延续，从而可以简化快速响应和线程安全客户端应用程序编写。他们还有利于编写高度并发和高效I/O密集型应用程序，不需要为每一个操作绑定一个线程资源。