C第1章

1.介绍C#（读作“Csharp”）是一种简单、现代、面向对象且类型安全的编程语言。C和C++程序员能很快熟悉它。C#同时具备“应用程序快速开发”(RAD)语言的高效率和C++固有的强大能力。VisualC#.NET是Microsoft的C#开发工具。它包括交互式开发环境、可视化设计器（用于生成Windows和Web应用程序）、编译器和调试器。VisualC#.NET是VisualStudio.NET的产品套件的组成部分，该产品套件还包括VisualBasic.NET、VisualC++.NET和JScript脚本语言。所有这些语言都支持对Microsoft.NETFramework的访问，该框架包括一个公共执行引擎和一个丰富的类库。.NETFramework定义了一个“公共语言规范”(CLS)，这是一种通用规范，它确保遵循该规范的语言与类库之间实现无缝的互操作性。对C#开发人员而言，这意味着即使C#是一种新语言，但仍可恰如其他成熟工具（如VisualBasic.NET和VisualC++.NET）一样，使用相同的、功能丰富的类库。C#本身不包含类库。本章的其余部分描述该语言的基本功能。虽然后面的章节会详尽地（有时甚至以数学方式）对规则和例外情况进行描述，但本章的描述力求简洁明了，即便因此而影响完整性。这样做是为了向读者提供关于该语言的概况，以方便读者编写早期的程序和阅读后面的章节。1.1开始经典性“hello,world”程序可以写为：usingSystem;classHello{staticvoidMain(){Console.WriteLine(hello,world);}}C#程序的源代码通常存储在一个或多个以.cs为文件扩展名的文本文件（如hello.cs）中。可以通过VisualStudio.NET所提供的命令行编译器，使用以下命令行指令来编译此程序：cschello.cs它产生一个名为hello.exe的应用程序。当此应用程序运行时，它产生的输出是：hello,world仔细观察此程序可以发现：1)“usingSystem;”指令引用一个名为System的命名空间，它由Microsoft.NETFramework类库定义。此命名空间包含Main方法中引用的Console类。命名空间提供了一种分层方法来组织一个或多个程序中的各种元素。用“using”指令指定一个命名空间后，该命名空间中的所有成员均可直接被引用。所以，在“hello,world”程序中，可直接使用Console.WriteLine（而不必使用System.Console.WriteLine）。2)Main方法是Hello类的成员。它具有static修饰符，因此Main方法是相对于类Hello本身而不是相对于此类的实例。3)应用程序的入口点（即当程序开始运行时首先被调用的方法）总是名为Main的静态方法。4)“hello,world”输出依靠类库实现。C#语言本身不提供类库，它使用公共的类库（VisualBasic.NET和VisualC++.NET也使用它）。5)对C和C++开发人员而言，值得注意的是一些“没有”出现在“hello,world”程序中的东西。6)该程序中的Main方法不是全局的。C#不支持全局级别的方法和变量；这类元素总是包含在类型声明（如类声明和结构声明）中。7)该程序没有使用“::”运算符和“-”运算符。在C#中，“::”根本不是运算符，而“-”运算符仅在一小部分程序中使用，即那些涉及不安全代码的程序（第A节）。分隔符“.”在复合名称中使用，如Console.WriteLine。8)该程序没有包含前向声明。C#中声明出现的顺序并不重要，所以不需要作前向声明。9)该程序没有使用#include导入程序文本。程序间的依赖项通过符号而不是文本来控制。这样就消除了由多种语言编写的应用程序之间的障碍。例如，Console类不需要用C#编写。1.2类型C#支持两种类型：“值类型”和“引用类型”。值类型包括简单类型（如char、int和float）、枚举类型和结构类型。引用类型包括类(Class)类型、接口类型、委托类型和数组类型。值类型与引用类型的区别在于值类型的变量直接包含其数据，而引用类型的变量则存储对象引用。对于引用类型，两个变量可能引用同一对象，因此对一个变量的操作可能影响另一个变量所引用的对象。对于值类型，每个变量都有自己的数据副本，对一个变量的操作不可能影响另一个变量。示例usingSystem;classClass1{publicintValue=0;}classTest{staticvoidMain(){intval1=0;intval2=val1;val2=123;Class1ref1=newClass1();Class1ref2=ref1;ref2.Value=123;Console.WriteLine(Values:{0},{1},val1,val2);Console.WriteLine(Refs:{0},{1},ref1.Value,ref2.Value);}}显示了这种区别。运行该程序，可见下列输出：Values:0,123Refs:123,123给局部变量val1赋值不会影响局部变量val2，这是因为两个局部变量都是值类型（int类型），每个局部变量都保存着各自的数据。相反，赋值ref2.Value=123;则会影响到ref2，因为ref1和ref2所引用的其实是同一个对象。应对代码行Console.WriteLine(Values:{0},{1},val1,val2);Console.WriteLine(Refs:{0},{1},ref1.Value,ref2.Value);做进一步解释，因为方法Console.WriteLine的某些字符串格式化行为较复杂，它所需的参数数目是可变的。第一个参数是字符串，它可能包含类似{0}和{1}这样编了号的占位符。每个占位符都引用一个尾随参数：{0}引用第二个参数，{1}引用第三个参数，依此类推。在将输出发送到控制台之前，每个占位符都会被替换成它所引用的参数的值，并按规定的格式显示。开发人员可以通过枚举声明和结构声明定义新的值类型，并可通过类声明、接口声明和委托声明定义新的引用类型。示例usingSystem;publicenumColor{Red,Blue,Green}publicstructPoint{publicintx,y;}publicinterfaceIBase{voidF();}publicinterfaceIDerived:IBase{voidG();}publicclassA{protectedvirtualvoidH(){Console.WriteLine(A.H);}}publicclassB:A,IDerived{publicvoidF(){Console.WriteLine(B.F,implementationofIDerived.F);}publicvoidG(){Console.WriteLine(B.G,implementationofIDerived.G);}overrideprotectedvoidH(){Console.WriteLine(B.H,overrideofA.H);}}publicdelegatevoidEmptyDelegate();列举了每种类型声明的示例。后面几节将阐明关于类型声明的细节。1.2.1预定义类型C#提供了一组预定义的类型，这些类型中的大多数是C和C++开发人员所熟悉的。预定义的类型中，属于引用类型的有object和string两类。object类型是所有其他类型的最终基类型。string类型用于表示Unicode字符串值。string类型的值是不可变的。预定义的值类型包括有符号整型、无符号整型、浮点型以及bool、char和decimal等类型。属有符号整型的有sbyte、short、int和long；属无符号整型的有byte、ushort、uint和ulong；属浮点型的有float和double。bool类型用于表示布尔值，即仅有真、假两个值。设置bool类型可使编写的代码较易于实现自我文档化，并且有助于消除很常见的C++编码错误，即开发人员在本应使用“==”的地方错误地使用了“=”。以下列代码为例：inti=...;F(i);if(i=0)//Bug:thetestshouldbe(i==0)G();如果在C#中编译这段代码，则会导致编译错误。这是因为表达式i=0是int类型，而if语句要求bool类型的表达式。char类型用于表示Unicode字符。char类型的变量表示单个16位Unicode字符。decimal类型适合于那些无法接受由浮点表示形式导致的舍入错误的计算。常见的示例包括税务计算和货币转换这样的金融计算。decimal类型提供28位有效数字。下表列出了预定义类型，并说明如何为每种类型编写文本值。类型说明示例object所有其他类型的最终基类型objecto=null;string字符串类型；字符串是Unicode字符序列strings=hello;sbyte8位有符号整型sbyteval=12;short16位有符号整型shortval=12;int32位有符号整型intval=12;long64位有符号整型longval1=12;longval2=34L;byte8位无符号整型byteval1=12;ushort16位无符号整型ushortval1=12;uint32位无符号整型uintval1=12;uintval2=34U;ulong64位无符号整型ulongval1=12;ulongval2=34U;ulongval3=56L;ulongval4=78UL;float单精度浮点型floatval=1.23F;double双精度浮点型doubleval1=1.23;doubleval2=4.56D;bool布尔型；bool值或为真或为假boolval1=true;boolval2=false;char字符类型；char值是一个Unicode字符charval='h';decimal精确的小数类型，具有28个有效数字decimalval=1.23M;每个预定义类型都是一个在System命名空间内定义的类型的简写形式。例如，关键字int所指的实际上是结构类型System.Int32。就编写源代码的样式而言，使用关键字比使用完整的系统类型名称要好。预定义的值类型（如int）在少数情况下会进行特殊处理，而大部分情况下完全像其他结构一样处理。运算符重载使开发人员能够定义行为与预定义的值类型基本相同的新结构类型。例如，Digit结构可支持与预定义整型相同的数学运算，并可定义Digit与预定义类型之间的转换。预定义类型本身使用运算符重载。例如，比较运算符==和!=对于不同的预定义类型有不同的语义：如果两个int类型的表达式表示相同的整数值，则两个表达式被视为相等。如果两个object类型的表达式都引用同一对象或者都为null，则两个表达式被视为相等。如果两个string类型的表达式的字符串实例的长度相同并且每个字符位置中的字符也相同，或者都为null，则两个表达式被视为相等。示例usingSystem;classTest{staticvoidMain(){strings=Test;stringt=string.Copy(s);Console.WriteLine(s==t);Console.WriteLine((object)s==(object)t);}}产生输出TrueFalse这是因为第一个比较的是两个string类型的表达式，而第二个比较的是两个object类型的表达式。1.2.2转换预定义类型还具有预定义的转换。例如，在预定义类型int和long之间定义了转换方法。C#区分两种转换：“隐式转换”和“显式转换”。隐式转换仅适用于那些不用仔细检查即可安全地实现的