學(xué)習(xí)C#之前必須掌握這些

Why Java or C#:

在當(dāng)前市場上，使用到的編程語言，排名前五位的分別為：Java、C、C++、Python、C#。而在大型應(yīng)用開發(fā)層面上Java和C#仍然是開發(fā)人員的首選，當(dāng)然Python這兩年奮起直追，但Python的設(shè)計(jì)思路和C#、Java并不相同，所以就暫是拋開Python不提了（Python粉不要拍磚，我也喜歡Python）。

Win10推出之后，開發(fā)市場上，windows平臺上開發(fā)應(yīng)用又回光返照了一陣子，且如果要做一些需要大量本地計(jì)算的Windows應(yīng)用開發(fā)，C# + .NET仍然是一個(gè)非常不錯(cuò)甚至是唯一的選擇。

按照語言運(yùn)行環(huán)境分類的不同，我把這五大巨頭分成了兩類，如下：

• 托管Runtime類型語言：

• Java——JRE（Java虛擬機(jī)和核心類庫）

• Python——Python解釋器

• C#——CLR（.NET Framework）

• 非托管類型語言：

• C、C++——編譯后直接執(zhí)行機(jī)器語言

可以看到，五大巨頭中過半的語言使用了構(gòu)建在Runtime之上的設(shè)計(jì)架構(gòu)，無論它是叫虛擬機(jī)也好，解釋器也好，個(gè)人覺得它們的目的是以下兩個(gè)

• 平臺無關(guān)性

• 開發(fā)的便利性和安全性

多幾句廢話：

如果能夠掌握了C#的設(shè)計(jì)思想，那么基本上也就認(rèn)識了老大Java，原因就是由于C#推出的目的有很大的成分是微軟用來對抗Java的，但跨平臺和開源盛行的今天，微軟每推出一項(xiàng)技術(shù)，得到的結(jié)果基本上都是叫好不叫座，C#這么多年了，不溫不火，TypeScript也是同樣的情況。移動平臺上的Xamarin使用的人也是寥寥無幾。一個(gè)語言或者框架的發(fā)展都是離不開社區(qū)的，微軟應(yīng)該反省。

那么如果選用C#在Windows下進(jìn)行開發(fā)后，那么就需要了解C#的基本特性以及需要明確一個(gè)學(xué)習(xí)路徑，有非常多的C#入門文章，一上來就去扯什么值類型、引用類型，裝箱、拆箱等這些偏于底層的基礎(chǔ)概念，浪費(fèi)了新手大量的入門時(shí)間。所以我覺得，這些知識在使用一段時(shí)間C#之后，再去熟悉，即能夠深刻理解時(shí)機(jī)上也不晚。

PS.這篇文章編寫的前提是要求讀者至少了解面向?qū)ο笏枷?，使用過一段時(shí)間C++ 是最好的，如果不了解C++的話，最好先找一本基礎(chǔ)讀物了解一下，個(gè)人推薦《大話設(shè)計(jì)模式》這本書的附錄部分，它對C#的基礎(chǔ)知識做了非常直白的描述。

1.1.1 .NETFrameWork

.NETFrameWork是微軟的基礎(chǔ)生態(tài)

挑幾個(gè)重要的說說：

1.1.2 COM組件與.NET組件（上圖第三層）

COM組件和.NET組件都是幫助應(yīng)用程序可以在windows平臺上運(yùn)行的底層接口。

• 利用COM組件，可以實(shí)現(xiàn)非托管代碼（C/C++）程序和托管代碼（CLR程序）的交互

• .NET是在基于COM組件的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，是微軟為了實(shí)現(xiàn)跨平臺運(yùn)行而推出的，也就是安裝了. NET FrameWork的電腦都可以正常運(yùn)行，而基于COM開發(fā)的程序，只能運(yùn)行在Windows平臺中
  

• 我本人到目前為止還沒有真正利用. NET框架真正開發(fā)過跨平臺的應(yīng)用，雖然. NET框架包含了COM組件，但是我覺得如果想要開發(fā)跨平臺的應(yīng)用，還是盡量避免使用COM組件，但是如果只在Windows平臺上運(yùn)行，則無需擔(dān)心這點(diǎn)
  

1.1.3 CLR（上圖第四層）

CLR（公共語言運(yùn)行庫 Common Language Runtime）類似于Java虛擬機(jī)，是可以讓編譯出來（IL中間語言）的托管代碼運(yùn)行在各個(gè)平臺的運(yùn)行時(shí)庫。

它的職責(zé)是：

• 負(fù)責(zé)資源管理和垃圾收集等等工作

• 保證底層系統(tǒng)和應(yīng)用之間必要的分離

說明下什么是托管代碼和非托管代碼

• 托管代碼：Microsoft的中間語言（IL），作用于CLR

• 主要作用在 .NET Framework的CLR編譯，只要是CLR編譯器編譯出來的程序集，就能夠在安裝有CLR程序的電腦中運(yùn)行，目前應(yīng)用CLR最為廣泛的語言：C#、VB、F#、Iron Python、Ruby等等

• IL通過JIT最終變?yōu)闄C(jī)器語言

• 非托管代碼：CLR誕生之前，那些只能在同一個(gè)系統(tǒng)中運(yùn)行的代碼，即C\C++（去想想交叉編譯鏈多復(fù)雜吧）

注：托管、非托管代碼和托管非托管資源不是一回事兒，托管、非托管資源會在GC垃圾回收機(jī)制中進(jìn)行說明

什么是JIT

JIT(即時(shí)編譯 Just In Time)，是.NET運(yùn)行可執(zhí)行程序的基本方式。雖然在上圖中，并沒有體現(xiàn)出JIT，但是剛剛說了，運(yùn)行的是一種中間語言即IL，而JIT編譯器干的事情就是輸入IL，輸出的是機(jī)器語言。也就是說，只有當(dāng)需要的時(shí)候，JIT即時(shí)編譯器才會將之前編譯好的中間語言轉(zhuǎn)換為機(jī)器語言

1.1.4 框架類庫FCL（上圖第五層）

在C#開發(fā)過程中，可以用到大量的微軟為我們提供的框架類庫

基礎(chǔ)類庫BCL

Base Class Library的縮寫，這里提供了一個(gè)綜合性的面向?qū)ο罂芍赜妙愋图?。舉個(gè)例子，在開發(fā)過程中，使用的string、List容器等等等都出自BCL

WCF

Windows Communication Foundation（Windows通信開發(fā)平臺），整合了原有的Windows通信的WebService、Socket、HTTP、FTP等。是.NETFramework中的SOA。通俗一點(diǎn)的理解，可以認(rèn)為WCF是一個(gè)數(shù)據(jù)的搬運(yùn)工，是一種連接各個(gè)系統(tǒng)的強(qiáng)大方式

WPF/UWP

這兩項(xiàng)技術(shù)脫胎于經(jīng)典的WinForm，但是從底層來看，兩者沒有任何聯(lián)系，WFP的推出是微軟用來取代WinForm的，有關(guān)于在Windows上開發(fā)界面的框架，發(fā)展線路可以歸結(jié)為：WinForm->WPF->UWP。

• 在WPF中，微軟開發(fā)了一套類似HTML + CSS 一樣的XAML語言，使得界面與后端解耦和

• WPF是調(diào)用的圖形接口是DirectX9.0，所以運(yùn)行WPF程序，需要電腦顯卡在硬件上至少支持DX9

• UWP是微軟針對Win10系統(tǒng)，基于WPF擴(kuò)展而來的，不僅可以使用XAML語言，還可以使用HTML和JavaScript進(jìn)行Windows界面的開發(fā)

ADO. NET\SQL

如果是一套業(yè)務(wù)系統(tǒng)程序，那么一定會涉及到數(shù)據(jù)庫開發(fā)，這個(gè)就會用到微軟為我們提供的ADO. NET程序集

1.1.5 CTS和CLS（上圖第六層）

這兩個(gè)不必深究，就是兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，使用過程中會很自然的用到。

• CTS（Common Type System）通用類型系統(tǒng)，諸如類型的屬性、方法、public，private訪問權(quán)限，都是出自這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)

• CLS（Common Language Specification）公共語言規(guī)范，在編譯程序的時(shí)候，編譯器為我們返回的很多警告，都是來自于CLS的

在了解了屬性、委托、泛型這三種最基礎(chǔ)的用法，那么在后續(xù)使用C#的過程中，剩下的就是去了解FCL為我們提供的各種各樣的類型了，因?yàn)檫@些類型無外乎通過這三種方式為我們暴露接口

推薦的C#編程原則：使用屬性代替成員變量

C#通過控制成員變量的屬性的訪問入口，即Get、Set來控制類型的成員變量

屬性帶來的好處：

• 使用屬性暴露對外接口，同時(shí)可以使用屬性限制訪問權(quán)限

• 設(shè)置只讀、只寫屬性

• 檢查數(shù)據(jù)是否正確（比如年齡不能小于0）

• 使用屬性在客戶端訪問或設(shè)置成員的時(shí)候，能夠產(chǎn)生一些副作用

• 例如記錄緩存、日志

• 在屬性的get\set方法中檢測數(shù)據(jù)安全、線程安全等

• 等等

委托的實(shí)際其實(shí)就是一個(gè)函數(shù)指針，在.NET中有相當(dāng)多現(xiàn)成的委托方法可直接使用，這些委托被應(yīng)用在了很多常用類型的方法當(dāng)中。靈活應(yīng)用這些.NET委托可以實(shí)現(xiàn)回調(diào)機(jī)制、事件機(jī)制等等，這些機(jī)制都為代碼設(shè)計(jì)的解耦和、減輕代碼量提供了很好的解決方案。

以下是幾個(gè)常用官方委托：

舉個(gè)例子體會一下

在很多最為基礎(chǔ)的BCL類型當(dāng)中，比如List容器類型，都會大量的使用到委托，可以據(jù)一個(gè)例子體驗(yàn)一下委托的用法：
比如FindAll方法：在容器當(dāng)中尋找符合特定條件的對象。而這種條件是需要程序員自定義的，而這個(gè)定義就是一個(gè)委托（即程序員“委托”List的FindAll方法，幫我找出符合我提出條件的對象）

可以使用至少三種的委托方法去實(shí)現(xiàn)這個(gè)委托功能：

-----實(shí)現(xiàn)方法一：自定義委托或框架提供的委托(例子來自MSDN)

-----實(shí)現(xiàn)方法二：匿名函數(shù)
這種實(shí)現(xiàn)方法與普通委托一樣，但是更加便捷，不用單獨(dú)聲明

-----實(shí)現(xiàn)方法三：lambda表達(dá)式

C#3.0引入了lambda表達(dá)式，Lambda表達(dá)式實(shí)際上也是一個(gè)委托

下邊這個(gè)例子可以看出，lambda表達(dá)式又減少了一部分代碼量，且可讀性也更加清晰，但并沒有體現(xiàn)出跨越式的優(yōu)點(diǎn)

以下例子是直接使用lambda表達(dá)式到迭代器中，更加直接的體現(xiàn)出lambda表達(dá)式的優(yōu)勢，也減少了沒有必要的代碼量

泛型在使用上像極了C++當(dāng)中的模板，在C#當(dāng)中，泛型有以下幾點(diǎn)好處

• 避免了強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換帶來的裝箱拆箱。在BCL中，微軟也提供了大量現(xiàn)成的泛型類，比如使用最為廣泛的List

• 可以實(shí)現(xiàn)一種代碼重用機(jī)制：“算法重用”，比如開發(fā)人員定義的排序算法并不需要指定某種類型，而是讓調(diào)用這個(gè)算法的開發(fā)人員去指定類型
  

泛型的種類：

• 泛型類型

• 泛型接口

• 泛型委托

• 泛型方法

一個(gè)有關(guān)于泛型的典型例子就是有利用泛型定義一個(gè)鏈表，這個(gè)鏈表可以存儲任意類型的數(shù)據(jù)：

作者：來源于網(wǎng)絡(luò)

出處：微信公眾號“新閣Net社區(qū)”

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