在六十分钟内掌握 C#(txt 版本)

在一小时内学会 C#。使用例程，简单却完整的探索 C# 语言的构造和特点。本文特别适合有 C++ 基础却没有太多精力学习 C# 的读者。 关于作者 Aisha Ikram 我现在在英国一家软件公司任技术带头人。我是计算机科学的硕士。我主要使用 .NET 1.1/2.0, C#, VB.NET, ASP.NET, VC++ 6, MFC, ATL, COM/DCOM, SQL Server 2000/2005等。最近我在学习 .NET 3.x 的全部内容。我的免费源代码和文章网站是 http://aishai.netfirms.com 职业：团队带头人 位置：英国 简介 C# 是一种具有 C++ 特性，Java 样式及 BASIC 快速建模特性的编程语言。如果你已经知晓 C++ 语言，本文将在不到一小时的时间内带你快速浏览 C# 的语法。如果熟悉 Java 语言，Java 的编程结构、打包和垃圾回收的概念肯定对你快速学习 C# 大有帮助。所以我在讨论 C# 语言构造的时候会假设你知道 C++。 本文通过一系列例程以简短但全面的方式讨论了 C# 语言构造和特性，所以你仅需略览代码片刻，即可了解其概念。 注意：本文不是为 C# 宗师而写。有很多初学者的 C# 文章，这只是其中之一。 接下来关于 C# 的讨论主题： ? 编程结构 ? 命名空间 ? 数据类型 ? 变量 ? 运算符与表达式 ? 枚举 ? 语句 ? 类与结构 ? 修饰符 ? 属性 ? 接口 ? 函数参数 ? 数组 ? 索引器 ? 装箱与拆箱 ? 委托 ? 继承与多态 以下主题不会进行讨论： ? C++ 与 C# 的共同点 ? 诸如垃圾回收、线程、文件处理等概念 ? 数据类型转换 ? 异常处理 ? .NET 库 编程结构 和 C++ 一样，C# 是大小写敏感的。半角分号（;）是语句分隔符。和 C++ 有所区别的是，C# 中没有单独的声明（头）和实现（CPP）文件。所有代码（类声明和实现）都放在扩展名为 cs 的单一文件中。 看看 C# 中的 Hello World 程序。 复制内容到剪贴板 代码: using System; namespace MyNameSpace { class HelloWorld { static void Main(string[] args) { Console.WriteLine ("Hello World"); } } } C# 中所有内容都打包在类中，而所有的类又打包在命名空间中（正如文件存与文件夹中）。和 C++ 一样，有一个主函数作为你程序的入口点。C++ 的主函数名为 main，而 C# 中是大写 M 打头的 Main。 类块或结构定义之后没有必要再加一个半角分号。C++ 中是这样，但 C# 不要求。 命名空间 每个类都打包于一个命名空间。命名空间的概念和 C++ 完全一样，但我们在 C# 中比在 C++ 中更加频繁的使用命名空间。你可以用点（.）定界符访问命名空间中的类。上面的 Hello World 程序中，MyNameSpace 是其命名空间。 现在思考当你要从其他命名空间的类中访问 HelloWorld 类。 复制内容到剪贴板 代码: using System; namespace AnotherNameSpace { class AnotherClass { public void Func() { Console.WriteLine ("Hello World"); } } } 现在在你的 HelloWorld 类中你可以这样访问： 复制内容到剪贴板 代码: using System; using AnotherNameSpace; // 你可以增加这条语句 namespace MyNameSpace { class HelloWorld { static void Main(string[] args) { AnotherClass obj = new AnotherClass(); obj.Func(); } } } 在 .NET 库中，System 是包含其他命名空间的顶层命名空间。默认情况下存在一个全局命名空间，所以在命名空间外定义的类直接进到此全局命名空间中，因而你可以不用定界符访问此类。 你同样可以定义嵌套命名空间。 Using #include 指示符被后跟命名空间名的 using 关键字代替了。正如上面的 using System。System 是最基层的命名空间，所有其他命名空间和类都包含于其中。System 命名空间中所有对象的基类是 Object。 变量 除了以下差异，C# 中的变量几乎和 C++ 中一样： 1. C# 中（不同于 C++）的变量，总是需要你在访问它们前先进行初始化，否则你将遇到编译时错误。故而，不可能访问未初始化的变量。 2. 你不能在 C# 中访问一个“挂起”指针。 3. 超出数组边界的表达式索引值同样不可访问。 4. C# 中没有全局变量或全局函数，取而代之的是通过静态函数和静态变量完成的。 数据类型 所有 C# 的类型都是从 object 类继承的。有两种数据类型： 1. 基本/内建类型 2. 用户定义类型 以下是 C# 内建类型的列表： 类型 字节 描述 byte 1 unsigned byte sbyte 1 signed byte short 2 signed short ushort 2 unsigned short int 4 signed integer uint 4 unsigned integer long 8 signed long ulong 8 unsigned long float 4 floating point number double 8 double precision number decimal 8 fixed precision number string - Unicode string char - Unicode char bool true, false boolean 注意：C# 的类型范围和 C++ 不同。例如：long 在 C++ 中是 4 字节而在 C# 中是 8 字节。bool 和 string 类型均和 C++ 不同。bool 仅接受真、假而非任意整数。 用户定义类型文件包含： 1. 类 （class） 2. 结构（struct） 3. 接口（interface） 以下类型继承时均分配内存： 1. 值类型 2. 参考类型 值类型 值类型是在堆栈中分配的数据类型。它们包括了： ? 除字符串，所有基本和内建类型 ? 结构 ? 枚举类型 引用类型 引用类型在堆（heap）中分配内存且当其不再使用时，将自动进行垃圾清理。和 C++ 要求用户显示创建 delete 运算符不一样，它们使用新运算符创建，且没有 delete 运算符。在 C# 中它们自动由垃圾回收系统回收。 引用类型包括： ? 类 ? 接口 ? 集合类型如数组 ? 字符串 枚举 C# 中的枚举和 C++ 完全一样。通过关键字 enum 定义。 例子： 复制内容到剪贴板 代码: enum Weekdays { Saturday, Sunday, Monday, Tuesday, Wednesday, Thursday, Friday } 类与结构 除了内存分配的不同外，类和结构就和 C++ 中的情况一样。类的对象在堆中分配，并使用 new 关键字创建。而结构是在栈（stack）中进行分配。C# 中的结构属于轻量级快速数据类型。当需要大型数据类型时，你应该创建类。 例子： 复制内容到剪贴板 代码: struct Date { int day; int month; int year; } class Date { int day; int month; int year; string weekday; string monthName; public int GetDay() { return day; } public int GetMonth() { return month; } public int GetYear() { return year; } public void SetDay(int Day) { day = Day ; } public void SetMonth(int Month) { month = Month; } public void SetYear(int Year) { year = Year; } public bool IsLeapYear() { return (year/4 == 0); } public void SetDate (int day, int month, int year) { } ... } 属性 如果你熟悉 C++ 面向对象的方法，你一定对属性有自己的认识。对 C++ 来说，前面例子中 Date 类的属性就是 day、month 和 year，而你添加了 Get 和 Set 方法。C# 提供了一种更加便捷、简单而又直接的属性访问方式。 所以上面的类应该写成这样： 复制内容到剪贴板 代码: using System; class Date { public int Day{ get { return day; } set { day = value; } } int day; public int Month{ get { return month; } set { month = value; } } int month; public int Year{ get { return year; } set { year = value; } } int year; public bool IsLeapYear(int year) { return year%4== 0 ? true: false; } public void SetDate (int day, int month, int year) { this.day = day; this.month = month; this.year = year; } } 这里是你 get 和 set 属性的方法： 复制内容到剪贴板 代码: class User { public static void Main() { Date date = new Date(); date.Day = 27; date.Month = 6; date.Year = 2003; Console.WriteLine ("Date: {0}/{1}/{2}", date.Day, date.Month, date.Year); } } 修饰符 你必须知道 C++ 中常用的 public、private 和 protected 修饰符。我将在这里讨论一些 C# 引入的新的修饰符。 readonly readonly 修饰符仅用于修饰类的数据成员。正如其名字说的，一旦它们已经进行了写操作、直接初始化或在构造函数中对其进行了赋值，readonly 数据成员就只能对其进行读取。readonly 和 const 数据成员不同之处在于 const 要求你在声明时进行直接初始化。看下面的例程： 复制内容到剪贴板 代码: class MyClass { const int constInt = 100; //直接进行 readonly int myInt = 5; //直接进行 readonly int myInt2; public MyClass() { myInt2 = 8; //间接进行 } public Func() { myInt = 7; //非法 Console.WriteLine(myInt2.ToString()); } } sealed 带有 sealed 修饰符的类不允许你从它继承任何类。所以如果你不想一个类被继承，你可以对该类使用 sealed 关键字。 复制内容到剪贴板 代码: sealed class CanNotbeTheParent { int a = 5; } unsafe 你可以使用 unsafe 修饰符在 C# 中定义一个不安全上下文。在不安全上下文中，你可以插入不安全代码，如 C++ 的指针等。参见以下代码： 复制内容到剪贴板 代码: public unsafe MyFunction( int * pInt, double* pDouble) { int* pAnotherInt = new int; *pAnotherInt = 10; pInt = pAnotherInt; ... *pDouble = 8.9; } 接口 如果你有 COM 的思想，你马上就知道我在说什么了。接口是只包含函数签名而在子类中实现的抽象基类。在 C# 中，你可以用 interface 关键字声明这样的接口类。.NET 就是基于这样的接口的。C# 中你不能对类进行多重继承——这在 C++ 中是允许的。通过接口，多重继承的精髓得以实现。即你的子类可以实现多重接口。（译注：由此可以实现多重继承） 复制内容到剪贴板 代码: using System; interface myDrawing { int originx { get; set; } int originy { get; set; } void Draw(object shape); } class Shape: myDrawing { int OriX; int OriY; public int originx { get{ return OriX; } set{ OriX = value; } } public int originy { get{ return OriY; } set{ OriY = value; } } public void Draw(object shape) { ... // 做要做的事 } // 类自身的方法 public void MoveShape(int newX, int newY) { ..... } } 数组 数组在 C# 中比 C++ 中要高级很多。数组分配于堆中，所以是引用类型的。你不能访问数组边界外的元素。所以 C# 防止你引发那种 bug。同时也提供了迭代数组元素的帮助函数。foreach 是这样的迭代语句之一。C++ 和 C# 数组的语法差异在于： 方括号在类型后面而不是在变量名后面 创建元素使用 new 运算符 C# 支持一维、多维和交错数组（数组的数组） 例子： 复制内容到剪贴板 代码: int[] array = new int[10]; // int 型一维数组 for (int i = 0; i < array.Length; i++) array = i; int[,] array2 = new int[5,10]; // int 型二维数组 array2[1,2] = 5; int[,,] array3 = new int[5,10,5]; // int 型三维数组 array3[0,2,4] = 9; int[][] arrayOfarray = new int[2]; // int 型交错数组 - 数组的数组 arrayOfarray[0] = new int[4]; arrayOfarray[0] = new int[] {1,2,15}; 索引器 索引器用于书写一个可以通过使用 [] 像数组一样直接访问集合元素的方法。你所需要的只是指定待访问实例或元素的索引。索引器的语法和类属性语法相同，除了接受作为元素索引的输入参数外。 例子： 注意：CollectionBase 是用于建立集合的库类。List 是 CollectionBase 中用于存放集合列表的受保护成员。 复制内容到剪贴板 代码: class Shapes: CollectionBase { public void add(Shape shp) { List.Add(shp); } //indexer public Shape this[int index] { get { return (Shape) List[index]; } set { List[index] = value ; } } } 装箱/拆箱 装箱的思想在 C# 中是创新的。正如前面提到的，所有的数据类型，无论是内建的还是用户定义的，都是从 System 命名空间的基类 object 继承的。所以基础的或是原始的类型打包为一个对象称为装箱，相反的处理称为拆箱。 例子： 复制内容到剪贴板 代码: class Test { static void Main() { int myInt = 12; object obj = myInt ; // 装箱 int myInt2 = (int) obj; // 拆箱 } } 例程展示了装箱和拆箱两个过程。一个 int 值可以被转换为对象，并且能够再次转换回 int。当某种值类型的变量需要被转换为一个引用类型时，便会产生一个对象箱保存该值。拆箱则完全相反。当某个对象箱被转换回其原值类型时，该值从箱中拷贝至适当的存储空间。 函数参数 C# 中的参数有三种类型： 1. 按值传递/输入参数 2. 按引用传递/输入-输出参数 3. 输出参数 如果你有 COM 接口的思想，而且还是参数类型的，你会很容易理解 C# 的参数类型。 按值传递/输入参数 值参数的概念和 C++ 中一样。传递的值复制到了新的地方并传递给函数。 例子： 复制内容到剪贴板 代码: SetDay(5); ... void SetDay(int day) { .... } 按引用传递/输入-输出参数 C++ 中的引用参数是通过指针或引用运算符 & 传递的。C# 中的引用参数更不易出错。你可以传递一个引用地址，你传递一个输入的值并通过函数得到一个输出的值。因此引用参数也被称为输入-输出参数。 你不能将未初始化的引用参数传递给函数。C# 使用关键字 ref 指定引用参数。你同时还必须在传递参数给要求引用参数的函数时使用关键字 ref。 例子： 复制内容到剪贴板 代码: int a= 5; FunctionA(ref a); // 使用 ref，否则将引发编译时错误 Console.WriteLine(a); // 打印 20 复制内容到剪贴板 代码: void FunctionA(ref int Val) { int x= Val; Val = x* 4; } 输出参数 输出参数是只从函数返回值的参数。输入值不要求。C# 使用关键字 out 表示输出参数。 例子： 复制内容到剪贴板 代码: int Val; GetNodeValue(Val); 复制内容到剪贴板 代码: bool GetNodeValue(out int Val) { Val = value; return true; } 参数和数组的数量变化 C# 中的数组使用关键字 params 进行传递。一个数组类型的参数必须总是函数最右边的参数。只有一个参数可以是数组类型。你可以传送任意数量的元素作为数组类型的参数。看了下面的例子你可以更好的理解： 注意：使用数组是 C# 提供用于可选或可变数量参数的唯一途径。 例子： 复制内容到剪贴板 代码: void Func(params int[] array) { Console.WriteLine("number of elements {0}", array.Length); } 复制内容到剪贴板 代码: Func(); // 打印 0 Func(5); // 打印 1 Func(7,9); // 打印 2 Func(new int[] {3,8,10}); // 打印 3 int[] array = new int[8] {1,3,4,5,5,6,7,5}; Func(array); // 打印 8 运算符与表达式 运算符和表达式跟 C++ 中完全一致。然而同时也添加了一些新的有用的运算符。有些在这里进行了讨论。 is 运算符 is 运算符是用于检查操作数类型是否相等或可以转换。is 运算符特别适合用于多态的情形。is 运算符使用两个操作数，其结果是布尔值。参考例子： 复制内容到剪贴板 代码: void function(object param) { if(param is ClassA) //做要做的事 else if(param is MyStruct) //做要做的事 } } as 运算符 as 运算符检查操作数的类型是否可转换或是相等（as 是由 is 运算符完成的），如果是，则处理结果是已转换或已装箱的对象（如果操作数可以装箱为目标类型，参考 装箱/拆箱）。如果对象不是可转换的或可装箱的，返回值为 null。看看下面的例子以更好的理解这个概念。 复制内容到剪贴板 代码: Shape shp = new Shape(); Vehicle veh = shp as Vehicle; // 返回 null，类型不可转换 Circle cir = new Circle(); Shape shp = cir; Circle cir2 = shp as Circle; //将进行转换 object[] objects = new object[2]; objects[0] = "Aisha"; object[1] = new Shape(); string str; for(int i=0; i&< objects.Length; i++) { str = objects as string; if(str == null) Console.WriteLine("can not be converted"); else Console.WriteLine("{0}",str); } 复制内容到剪贴板 代码: Output: Aisha can not be converted 语句 除了些许附加的新语句和修改外，C# 的语句和 C++ 的基本一致。 以下是新的语句： foreach 用于迭代数组等集合。 例子： 复制内容到剪贴板 代码: foreach (string s in array) Console.WriteLine(s); lock 在线程中使代码块称为重点部分。 （译注：lock 关键字将语句块标记为临界区，方法是获取给定对象的互斥锁，执行语句，然后释放该锁。lock 确保当一个线程位于代码的临界区时，另一个线程不进入临界区。如果其他线程试图进入锁定的代码，则它将一直等待（即被阻止），直到该对象被释放。） checked/unchecked 用于数字操作中的溢出检查。 例子： 复制内容到剪贴板 代码: int x = Int32.MaxValue; x++; // 溢出检查 { x++; // 异常 } unchecked { x++; // 溢出 } 下面的语句已修改：（译注：原文如此，疑为作者笔误） Switch Switch 语句在 C# 中修改过。 1.现在在执行一条 case 语句后，程序流不能跳至下一 case 语句。之前在 C++ 中这是可以的。 例子： 复制内容到剪贴板 代码: int var = 100; switch (var) { case 100: Console.WriteLine(""); // 这里没有 break case 200: Console.WriteLine(""); break; } C++ 的输出： 复制内容到剪贴板 代码: 而在 C# 中你将得到一个编译时错误： 复制内容到剪贴板 代码: error CS0163: Control cannot fall through from one case label ('case 100:') to another 2.然而你可以像在 C++ 中一样这么用： 复制内容到剪贴板 代码: switch (var) { case 100: case 200: Console.WriteLine("100 or 200"); break; } 3.你还可以用常数变量作为 case 值： 例子： 复制内容到剪贴板 代码: const string WeekEnd = "Sunday"; const string WeekDay1 = "Monday"; .... string WeekDay = Console.ReadLine(); switch (WeekDay ) { case WeekEnd: Console.WriteLine("It's weekend!!"); break; case WeekDay1: Console.WriteLine("It's Monday"); break; } 委托 委托让我们可以把函数引用保存在变量中。这就像在 C++ 中使用 typedef 保存函数指针一样。 委托使用关键字 delegate 声明。看看这个例子，你就能理解什么是委托： 例子： 复制内容到剪贴板 代码: delegate int Operation(int val1, int val2); public int Add(int val1, int val2) { return val1 + val2; } public int Subtract (int val1, int val2) { return val1- val2; } public void Perform() { Operation Oper; Console.WriteLine("Enter + or - "); string optor = Console.ReadLine(); Console.WriteLine("Enter 2 operands"); string opnd1 = Console.ReadLine(); string opnd2 = Console.ReadLine(); int val1 = Convert.ToInt32 (opnd1); int val2 = Convert.ToInt32 (opnd2); if (optor == "+") Oper = new Operation(Add); else Oper = new Operation(Subtract); Console.WriteLine(" Result = {0}", Oper(val1, val2)); } 继承与多态 C# 只允许单一继承。多重继承可以通过接口达到。 例子： 复制内容到剪贴板 代码: class Parent{ } class Child : Parent 虚函数 虚函数在 C# 中同样是用于实现多态的概念的，除了你要使用 override 关键字在子类中实现虚函数外。父类使用同样的 virtual 关键字。每个重写虚函数的类都使用 override 关键字。（译注：作者所说的“同样”，“除……外”都是针对 C# 和 C++ 而言的） 复制内容到剪贴板 代码: class Shape { public virtual void Draw() { Console.WriteLine("Shape.Draw") ; } } class Rectangle : Shape { public override void Draw() { Console.WriteLine("Rectangle.Draw"); } } class Square : Rectangle { public override void Draw() { Console.WriteLine("Square.Draw"); } } class MainClass { static void Main(string[] args) { Shape[] shp = new Shape[3]; Rectangle rect = new Rectangle(); shp[0] = new Shape(); shp[1] = rect; shp[2] = new Square(); shp[0].Draw(); shp[1].Draw(); shp[2].Draw(); } } Output: Shape.Draw Rectangle.Draw Square.Draw 使用“new”隐藏父类函数 你可以隐藏基类中的函数而在子类中定义其新版本。关键字 new 用于声明新的版本。思考下面的例子，该例是上一例子的修改版本。注意输出，我用 关键字 new 替换了 Rectangle 类中的关键字 override。 复制内容到剪贴板 代码: class Shape { public virtual void Draw() { Console.WriteLine("Shape.Draw") ; } } class Rectangle : Shape { public new void Draw() { Console.WriteLine("Rectangle.Draw"); } } class Square : Rectangle { //这里不用 override public new void Draw() { Console.WriteLine("Square.Draw"); } } class MainClass { static void Main(string[] args) { Console.WriteLine("Using Polymorphism:"); Shape[] shp = new Shape[3]; Rectangle rect = new Rectangle(); shp[0] = new Shape(); shp[1] = rect; shp[2] = new Square(); shp[0].Draw(); shp[1].Draw(); shp[2].Draw(); Console.WriteLine("Using without Polymorphism:"); rect.Draw(); Square sqr = new Square(); sqr.Draw(); } } Output: Using Polymorphism Shape.Draw Shape.Draw Shape.Draw Using without Polymorphism: Rectangle.Draw Square.Draw 多态性认为 Rectangle 类的 Draw 方法是和 Shape 类的 Draw 方法不同的另一个方法，而不是认为是其多态实现。所以为了防止父类和子类间的命名冲突，我们只有使用 new 修饰符。 注意：你不能在一个类中使用一个方法的两个版本，一个用 new 修饰符，另一个用 override 或 virtual。就像在上面的例子中，我不能在 Rectangle 类中增加另一个名为 Draw 的方法，因为它是一个 virtual 或 override 的方法。同样在 Square 类中，我也不能重写 Shape 类的虚方法 Draw。 调用基类成员 如果子类的数据成员和基类中的有同样的名字，为了避免命名冲突，基类成员和函数使用 base 关键字进行访问。看看下面的例子，基类构造函数是如何调用的，而数据成员又是如何使用的。 复制内容到剪贴板 代码: public Child(int val) :base(val) { myVar = 5; base.myVar; } OR public Child(int val) { base(val); myVar = 5 ; base.myVar; } 前景展望 本文仅仅是作为 C# 语言的一个快速浏览，以便你可以熟悉该语言的一些特性。尽管我尝试用实例以一种简短而全面的方式讨论了 C# 几乎所有的主要概念，但我认为还是有很多内容需要增加和讨论的。 以后，我会增加更多的没有讨论过的命令和概念，包括事件等。我还想给初学者写一下怎么用 C# 进行 Windows 编程。 参考文献： 我们都知道的 MSDN Tom Archer 著，Inside C# Eric Gunnerson 著，A Programmer's Introduction to C# Karli Watson 著，Beginning C# O'Reilly（奥莱利出版），Programming C# 修改： 2003年6月12日：按引用传递/输入-输出参数一节中增加了 ref 关键字 2003年6月20日：为可选参数增加了一条注意事项，纠正了交错数组例子中赋值运算符的笔误 许可 本文及其任何关联的源代码和文件均以 The Code Project Open License (CPOL)执行。（译注：代码计划网站公开许可）