C#和.NET 框架

 

C#和.NET框架

在.NET以前

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20世紀90年代，微軟平臺多數程序員使用VB、C或C++。他們使用的技術都有問題。

技術	問題
純Win32 API	不是面向對象，工做量比MFC大
MFC(Microsoft Foundation Class,微軟基礎類庫)	雖是面向對象，可是不一致，且過於陳舊
COM(Component Object Model,組件對象模型)	雖然概念簡單，但實際代碼複雜醜陋
通病	以上技術都針對桌面程序開發，與Web編程截然不同

由此引出下一代平臺的目標

.NET時代

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.Net框架特色

• 多平臺
• 採用行業標準的通訊協議
• 提供更安全的執行環境

.NET框架的組成

CLR(Common Language Runtime,公共語言運行庫)

• 內存管理和垃圾回收
• 代碼安全驗證
• 代碼執行、線程管理及異常處理

編程工具涵蓋編碼和調試所需一切

• Visual Studio IDE
• .Net兼容編譯器
• 調試器
• 網站開發服務器端技術，好比ASP.NET或WCF

BCL(Base Class Library,基類庫)：.NET框架使用的一個大類庫

大大改進的編程環境

1. 面向對象
2. 自動垃圾回收 
   CLR有GC(Garbage Collector,垃圾收集器)，爲你自動管理內存。（自動從內存中刪除程序再也不訪問的對象）
3. 互操做性
   • .NET語言容許不一樣.NET語言編寫的軟件模塊無縫交互
     • 一種.NET語言寫的程序可使用甚至繼承用另外一種.NET語言寫得類，只需遵循必定規則
     • 由於能容易的集成不一樣編程語言生成的模塊，.NET框架有時被稱爲語言無關
   • .NET提供平臺調用(platform invoke,P/Invoke)：容許.NET代碼調用並使用非.NET代碼。它可使用標準Win32 DLL導出的純C函數代碼，好比Windows API
   • .NET框架容許與COM互操做：.NET框架組件能調用COM組件，COM組件也能調用.NET組件。
4. 不須要COM 
   擺脫了COM也就能擺脫下面這些東西，但系統中依然使用不少COM組件，因此偶爾還須要編寫代碼與這些組件交互，這將在25章討論
   • IUnknown接口
   • 類型庫
   • 手動引用計數
   • HRESULT
   • 註冊表
5. 簡化的部署
   • .NET程序無需註冊表，意味着最簡單情形下，複製過去就能用。
   • .NET提供並行執行的特性，容許一個DLL的不一樣版本在同一機器上存在。即每一個程序均可訪問程序生成時使用的版本DLL
6. 類型安全性 
   CLR檢查並確保參數及其它數據對象的類型安全，不一樣編程語言編寫的組件間也無問題
7. 基類庫 
   .NET框架提供一個龐大的基礎類庫(Base Class Library,BCL)。在寫程序時可使用其中的類
   • 通用基礎類 ： 一組強大的工具，好比文件操做、字符串操做、安全和加密。
   • 集合類 ： 列表、字典、散列表及位數組
   • 線程和同步類 ： 用於建立多線程程序
   • XML類 ： 用於建立、讀取及操做XML文檔

編譯成CIL

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• 程序集要麼可執行，要麼是DLL
• 程序集的代碼不是本機代碼，而是一種名爲CIL(Common Intermediate Laguage,公共中間語言)的中間語言
• 程序集包含如下內容
  • 程序的CIL
  • 程序中使用的類型的元數據
  • 對其它程序集引用的元數據

CIL又叫IL(Intermediate Language)或MSIL(Microsoft Intermediate Language)

編譯成本機代碼並執行

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程序的CIL直到被調用纔會被編譯成本機代碼。運行時，CLR執行下面的步驟

• 檢查程序集安全特性
• 在內存中分配空間
• 把程序集中可執行代碼發送給實時(Just-in-Time,JIT)編譯器，把其中一部分編譯成本機代碼

一旦CIL被編譯成本機代碼，CLR就在它運行時管理它，執行釋放無主內存、檢查數組邊界、檢查參數類型、管理異常等任務。同時兩個術語由此而生

• 託管代碼：爲.NET框架編寫的代碼，須要CLR
• 非託管代碼：不在CLR控制下運行的代碼，好比Win32 C/C++ DLL 
  編譯和執行

CLR Common Language Runtime

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CLR 在操做系統的頂層，負責管理程序執行 
還提供下列服務

• 自動垃圾收集
• 安全和認證
• 經過訪問BCL(Base Class Livrary,基類庫)獲得普遍的編程功能，包括如Web服務和數據服務之類的功能

CLI Common Language Infrastructure

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過去因爲語言和平臺的不一樣，編程語言的內置類型各不相同。 
例如，組成整數的位數對應不一樣語言和平臺就有很大差異。 
爲了統一協做，必須有一組標準，這就是CLI(Common Language Infrastructure,公共語言基礎結構)

 
CLI的重要組成部分

1. 公共類型系統 
   CTS(Common Type System,公共類型系統)定義了在託管代碼中必定會使用的類型特徵。
   • 定義了一組豐富的內置類型，以及每種類型固有的、獨有的特性
   • .NET兼容編程語言的類型一般映射到CTS中已定義內置類型集的某一特殊子集
   • CTS的全部類型都繼承自公共基類-object
   • 使用CTS可確保系統類型和用戶定義類型能被任何.NET語言兼容使用
2. 公共語言規範 
   CLS(Common Language Specification,公共語言規範)詳細說明了一個.NET兼容編程語言的規則、屬性、行爲，其主題包括數據類型、類結構、參數傳遞。

各類縮寫

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C#的演化

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版本	焦點特性	章節
5.0	異步	20
4.0	命名參數和可選參數	5
3.0	LINQ	19
2.0	泛型	17
1.0	C#