C#教程01_C#简介

目录

1.1　.NET Framework的含义

1.1.1　.NET Framework的内容

1.1.2　使用.NET Framework编写应用程序

1.2　C#的含义

1.2.1　用C#能编写什么样的应用程序

1.2.2　解决方案

1.3　本章要点

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1.1　.NET Framework的含义

 

1.1.1　.NET Framework的内容

.NET Framework主要包含一个庞大的代码库，可以在客户语言（如C#）中通过面向对象编程技术（OOP）来使用这些代码。

 

1.1.2　使用.NET Framework编写应用程序

使用.NET Framework编写应用程序，就是使用.NET代码库编写代码（使用支持Framework的任何一种语言）。

为执行C#代码，必须把它们转换为目标操作系统能理解的语言，即本机代码（native code）。这种转换称为编译代码，由编译器执行。但在.NET Framework下，此过程包括两个阶段。

1．CIL和JIT

在编译使用.NET Framework库的代码时，不是立即创建专用于操作系统的本机代码，而是把代码编译为通用中间语言（Common Intermediate Language，CIL）代码，这些代码并非专门用于任何一种操作系统，也非专门用于C#。其他.NET语言（如Visual Basic .NET）也会在第一阶段编译为这种语言。开发C#应用程序时，这个编译步骤由VS完成。

要执行应用程序，必须完成更多工作，这是Just-In-Time（JIT）编译器的任务，它把CIL编译为专用于OS和目标机器结构的本机代码。这样OS才能执行应用程序。这里编译器的名称Just-In-Time反映了CIL代码仅在需要时才编译的事实。这种编译可以在应用程序的运行过程中动态发生，不过开发人员一般不需要关心这个过程。除非要编写性能十分关键的代码，否则知道这个编译过程会在后台自动进行，并不需要人工干预就可以了。

2．程序集

编译应用程序时，所创建的CIL代码存储在一个程序集中。程序集包括可执行的应用程序文件（这些文件可以直接在Windows上运行，不需要其他程序，其扩展名是.exe）和其他应用程序使用的库（其扩展名是.dll）。

3．托管代码

在将代码编译为CIL，再用JIT编译器将它编译为本机代码后，CLR的任务尚未全部完成，还需要管理正在执行的用.NET Framework编写的代码（这个执行代码的阶段通常称为运行时（runtime））。即CLR管理着应用程序，其方式是管理内存、处理安全性以及允许进行跨语言调试等。

4．垃圾回收

托管代码最重要的一个功能是垃圾回收（garbage collection）。这种.NET方法可确保应用程序不再使用某些内存时，就会完全释放这些内存。在.NET推出以前，这项工作主要由程序员负责，代码中的几个简单错误会把大块内存分配到错误的地方，使这些内存神秘失踪。这通常意味着计算机的速度逐渐减慢，最终导致系统崩溃。

.NET垃圾回收会定期检查计算机内存，从中删除不再需要的内容。执行垃圾回收的时间并不固定，可能一秒钟内会进行数千次的检查，也可能几秒钟才检查一次，不过一定会进行检查。

 

1.2　C#的含义

如上所述，C#是可用于创建要运行在.NET CLR上的应用程序的语言之一，它从C和C++语言演化而来，是Microsoft专门为使用.NET平台而创建的。C#吸取了以往语言失败的教训，考虑了其他语言的许多优点，并解决了它们存在的问题。

使用C#开发应用程序比使用C++简单，因为其语法更简单。但是，C#是一种强大的语言，在C++中能完成的任务几乎都能利用C#完成。虽然如此，C#中与C++高级功能等价的功能（例如直接访问和处理系统内存），只能在标记为“unsafe”的代码中使用。顾名思义，这个高级编程技术存在潜在威胁，因为它可能覆盖系统中重要的内存块，导致严重后果。因此，本书不讨论这个问题。

C#代码常比C++略长一些。这是因为C#是一种类型安全的语言（与C++不同）。在外行人看来，这表示一旦为某个数据指定了类型，就不能转换为另一个不相关的类型。所以，在类型之间转换时，必须遵守严格的规则。执行相同的任务时，用C#编写的代码通常比用C++编写的代码长。但C#代码更健壮，调试起来也比较简单，.NET始终可以随时跟踪数据的类型。在C#中，不能完成诸如“把4字节的内存分配给这个数据后，我们使其有10个字节长，并把它解释为X”等任务，但这并不是一件坏事。

C#只是用于.NET开发的一种语言，但它是最好的一种语言。C#的优点是，它是唯一彻头彻尾为.NET Framework设计的语言，是在移植到其他操作系统上的.NET版本中使用的主要语言。要使诸如VB.NET的语言尽可能类似于其以前的语言，且仍遵循CLR，就不能完全支持.NET代码库的某些功能，至少需要不常见的语法。

但C#能使用.NET Framework代码库提供的每种功能。而且，.NET的每个新版本都在C#语言中添加了新功能，满足了开发人员的要求，使之更强大。

 

1.2.1　用C#能编写什么样的应用程序

C#使用的是.NET Framework，所以也没有限制应用程序的类型。

• 桌面应用程序 　这些应用程序（如Microsoft Office）具有我们很熟悉的Windows外观和操作方式，使用.NET Framework的Windows Presentation Foundation（WPF）模块就可以简便地生成这种应用程序。WPF模块是一个控件库，其中的控件（例如按钮、工具栏和菜单等）可用于建立Windows用户界面（UI）。

• Windows Store应用程序 　这是Windows 8引入的一类新的应用程序。此类应用程序主要针对触摸设备设计，通常全屏运行，侧重点在于简洁清晰。创建这类应用程序的方式有多种，包括使用WPF。
• 云/Web应用程序 　.NET Framework包括一个动态生成Web内容的强大系统——ASP.NET，允许进行个性化和实现安全性等。另外，这些应用程序可以在云中驻留和访问，例如Microsoft Azure平台。
• Web API 　这是建立REST风格的HTTP服务的理想框架，支持许多客户端，包括移动设备和浏览器。
• WCF服务 　这是一种灵活创建各种分布式应用程序的方式。使用WCF服务可以通过局域网或Internet交换几乎各种数据。无论使用什么语言创建WCF服务，也无论WCF服务驻留在什么系统上，都使用一样简单的语法。

 

1.2.2　解决方案

在使用VS开发应用程序时，可以通过创建解决方案来完成。在VS术语中，解决方案不仅是一个应用程序，它还包含项目，可以是WPF项目和Cloud/Web应用程序项目等。但是，解决方案可以包含多个项目，这样，即使相关的代码最终在硬盘上的多个位置被编译为多个程序集，也可以把它们组合到一处。

这是非常有用的，因为它可以处理“共享”代码（这些代码放在GAC中），同时，应用程序也使用这段共享代码。在使用唯一的开发环境时，调试代码是非常容易的，因为可以在多个代码块中单步调试指令。

 

1.3　本章要点

序号	主题	要点
1	.NET Framework基础	.NET Framework是Microsoft最新的开发平台，目前的版本是4.6。它包括一个公共类型系统（CTS）和一个公共语言运行库（CLR）。.NET Framework应用程序使用面向对象编程（OOP）的方法论编写，通常包含托管代码。托管代码的内存管理由.NET运行库处理，其中包括垃圾回收
2	.NET Framework应用程序	用.NET Framework编写的应用程序首先编译为CIL。在执行应用程序时，JIT把CIL编译为本机代码。应用程序编译后，把不同的部分链接到包含CIL的程序集中
3	C#基础	C#是包含在.NET Framework中的一种语言，它是已有语言（如C++）的一种演变，可用于编写任意应用程序，包括Web应用程序和桌面应用程序
4	集成开发环境（IDE）	可在Visual Studio 2015中用C#编写任意类型的.NET应用程序，还可以在免费的但功能稍弱的Express产品系列中用C#创建.NET应用程序。这两种IDE都使用解决方案，解决方案可以包含多个项目