C#

简介概述

C#是微软公司发布的一种面向对象的、运行于.NET Framework和.NET Core(完全开源，跨平台)之上的高级程序设计语言。

C#是微软公司研究员Anders Hejlsberg的最新成果。C#看起来与Java有着惊人的相似;它包括了诸如单一继承、接口、与Java几乎同样的语法和编译成中间代码再运行的过程。但是C#与Java有着明显的不同，它借鉴了Delphi的一个特点，与COM(组件对象模型)是直接集成的，而且它是微软公司 .NET windows网络框架的主角。

C#是一种安全的、稳定的、简单的、优雅的，由C和C++衍生出来的面向对象的编程语言。它在继承C和C++强大功能的同时去掉了一些它们的复杂特性(例如没有宏以及不允许多重继承)。C#综合了VB简单的可视化操作和C++的高运行效率，以其强大的操作能力、优雅的语法风格、创新的语言特性和便捷的面向组件编程的支持成为.NET开发的首选语言。

C#是面向对象的编程语言。它使得程序员可以快速地编写各种基于MICROSOFT .NET平台的应用程序，MICROSOFT .NET提供了一系列的工具和服务来最大程度地开发利用计算与通讯领域。

C#使得C++程序员可以高效的开发程序，且因可调用由 C/C++ 编写的本机原生函数，因此绝不损失C/C++原有的强大的功能。因为这种继承关系，C#与C/C++具有极大的相似性，熟悉类似语言的开发者可以很快的转向C#。

相关特点

1、指针（Pointer）只能用于不安全模式之中。大多数对象访问通过安全的引用实现，以避免无效的调用，并且有许多算法用于验证溢出，指针只能用于调用值类型，以及受垃圾收集控制的托管对象。

2、对象不能被显式释放，代替为当不存在被引用时通过垃圾回收器回收。

3、只允许单一继承（single inheritance），但是一个类可以实现多个接口（interfaces）。

4、C#比C++更加类型安全。默认的安全转换是隐含转换，例如由短整型转换为长整型和从派生类转换为基类。而5、接口布尔型同整型，及枚举型同整型不允许隐含转换，非空指针（通过引用相似对象）同用户定义类型的隐含转换字段被显式的确定，不同于C++的复制构造函数。

6、数组声明语法不同（”int[] a = new int[5]”而不是”int a[5]”）。

7、枚举位于其所在的名字空间中。

8、C#中没有模版（Template），但是在C# 2.0中引入了泛型（Generic programming），并且支持一些C++模版不支持的特性。比如泛型参数中的类型约束。另一方面，表达式不能像C++模版中被用于类型参数。

8、属性支持，使用类似访问成员的方式调用。

9、完整的反射支持。

设计目标

C#旨在设计成为一种“简单、现代、通用”，以及面向对象的程序设计语言，此种语言的实现，应提供对于以下软件工程要素的支持：强类型检查、数组维度检查、未初始化的变量引用检测、自动垃圾收集（Garbage Collection，指一种自动内存释放技术）。软件必须做到强大、持久，并具有较强的编程生产力。此种语言为在分布式环境中的开发提供适用的组件开发应用。

为使程序员容易迁移到这种语言，源代码的可移植性十分重要，尤其是对于那些已熟悉C和C++的程序员而言。对国际化的支持非常重要。C#适合为独立和嵌入式的系统编写程序，从使用复杂操作系统的大型系统到特定应用的小型系统均适用。

编程功能

虽然 C# 的构想十分接近于传统高级语言 C 和 C++，是一门面向对象的编程语言，但是它与 Java 非常相似，有许多强大的编程功能，因此得到广大程序员的青睐。

下面列出 C# 一些重要的功能：

• 布尔条件（Boolean Conditions）

• 自动垃圾回收（Automatic Garbage Collection）

• 标准库（Standard Library）

• 组件版本（Assembly Versioning）

• 属性（Properties）和事件（Events）

• 委托（Delegates）和事件管理（Events Management）

• 易于使用的泛型（Generics）

• 索引器（Indexers）

• 条件编译（Conditional Compilation）

• 简单的多线程（Multithreading）

• LINQ 和 Lambda 表达式

• 集成 Windows

语言结构

类：一个基本的C#类中包含数据成员、属性、构造器和方法。属性可以是静态或实例成员。在C#中类的声明与C++和Java很相似。但是，不像C++，C#结构体与类是不支持继承多个父类。但是，与Java相同的是，一个结构体可以实现接口（interface）。Java的关键字import已经被替换成using，它起到了同样的作用。

类可以是抽象的和不可继承的：一个被申明成abstract的类不能被实例化，它只能被用做一个基类，C#关键字lock就像Java关键字final，它申明一个类不是抽象的，但是它也不能被用做另一个类的基类接口：就象在Java中一样，一个接口是一组方法集合的抽象定义。当一个类或结构体实现一个接口的时候，它必须实现这个接口中定义的所有方法。一个单一的类可以实现几个接口，也许以后会出现一些微妙的差别，但是这个特点看起来与Java相比没有变化。

布尔运算：条件表达式的结果是布尔数据类型，布尔数据类型是这种语言中独立的一种数据类型，从布尔类型到其他类型没有直接的转换过程，布尔常量true和false是C#中的关键字。错误处理：如Java中那样，通过抛出和捕捉异常对象来管理错误处理过程。

内存管理：由底层.NET框架进行自动内存垃圾回收。

接口：是其他类型为确保它们支持某些操作而实现的引用类型。接口从不直接创建而且没有实际的表示形式，其他类型必须转换为接口类型。

一个接口定义一个协定。实现接口的类或结构必须遵守其协定。接口可以包含方法、属性、索引器和事件作为成员。

强类型：C#是一个强类型的语言，它的数值类型有一些可以进行隐式转换，其他的必须显式转换，隐式转换的类型只能是长度短的类型转换成长的类型，int可以转换成long、float、double、decimal，反之必须显式的转换。

编译：程序直接编译成标准的二进制可执行形式.但C#的源程序并不是被编译成二进制可执行形式，而是一种中间语言(IL)，类似于JAVA字节码。如果前面的Hello World程序被保存成一个文本文件并被命名为Hello.cs，它将被编译成命名Hello.exe的可执行程序。

C#程序不能直接编译成标准的二进制可执行形式，与 Java 类似，它被编译成为中间代码(Microsoft Intermediate Language)，然后通过 .NET Framework 的虚拟机——被称之为通用语言执行层(Common Language Runtime, CLR)——执行。

一个C#的结构体与C++的结构体是相似的,因为它能够包含数据声明和方法.但是,不象C++,C#结构体与类是不同的而且不支持继承.但是,与Java相同的是,一个结构体可以实现接口。

预编译：C# 中存在预编译指令支持条件编译,警告，错误报告和编译行控制.可用的预编译指令有：#define，#undef，#if，#elif，#else，#endif，#warning，#error，#line。

没有了#include伪指令，无法再用#define 语句对符号赋值,所以就不存在源代码替换的概念—这些符号只能用在#if和#elif伪指令里.在#line伪指令里的数字（和可选的名字）能够修改行号还有#warning和#error输出结果的文件名。

操作符重载：一些操作符能够被重载，而另一些则不能.特别的是，没有一个赋值运算符能够被重载.能够被重载的单目操作符是：+ - ! ~ ++ — true false　能够被重载的二元运算符是：+、 - 、*、 /、 %、 &、 |、 ^、 << 、>>、 ==、 !=、 >、 < 、>= 、<=。

类型：C# 中的类型一共分为两类，一类是值类型(Value Type)，一类是引用类型(Reference Type)。值类型和引用类型是以它们在计算机内存中是如何被分配的来划分的。值类型包括 结构和枚举，引用类型包括类、接口、委托 等。还有一种特殊的值类型，称为简单类型(Simple Type)，比如 byte，int等，这些简单类型实际上是FCL类库类型的别名，比如声明一个int类型，实际上是声明一个System. Int32结构类型。因此，在 Int32类型中定义的操作，都可以应用在int类型上，比如 “123.Equals(2)”。

所有的值类型都隐式地继承自System.ValueType类型(注意System.ValueType本身是一个类类型)，System.ValueType和所有的引用类型都 继承自 System.Object基类。不能显式地让结构继承一个类，因为C#不支持多重继承，而结构已经隐式继承自ValueType。

NOTE：堆栈(stack)是一种后进先出的数据结构，在内存中，变量会被分配在堆栈上来进行操作。堆(heap)是用于为类型实例(对象)分配空间的内存区域，在堆上创建一个对象，会将对象的地址传给堆栈上的变量(反过来叫变量指向此对象，或者变量引用此对象)。

中间代码：微软在用户选择何时MSIL应该编译成机器码的时候是留了很大的余地.微软公司很小心的声称MSIL不是解释性的，而是被编译成了机器码.它也明白许多—如果不是大多数的话—程序员认为Java程序要不可避免的比C编写的任何东西都要慢.而这种实现方式决定了基于MSIL的程序（指的是用C#，Visual Basic,”Managed C++”—C++的一个符合CLS的版本—等语言编写的程序）将在性能上超过”解释性的”Java代码.当然，这一点还需要得到事实证明，因为C#和其他生成MSIL的编译器还没有发布.但是Java JIT编译器的普遍存在使得Java和C#在性能上相对相同.象”C#是编译语言而Java是解释性的，”之类的声明只是商业技巧.Java的中间代码和MSIL都是中间的汇编形式的语言，它们在运行时或其它的时候被编译成机器代码。

C# 广泛应用的原因

• 现代的、通用的编程语言。

• 面向对象。

• 面向组件。

• 容易学习。

• 结构化语言。

• 它产生高效率的程序。

• 它可以在多种计算机平台上编译。

• .Net 框架的一部分。

基础语法

HELLO WORLD程序实现

using System;

namespace ConsoleApp1
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("Hello World!");
        }
    }
}