【C#与.NET程序设计】（1）- .NET

首先要厘清语言、框架和架构的区别：

• 语言包含 C/C++、Visual Basic 6、Java、C# 等
• 框架包含 MFC、ATL、STL、.NET 等
• 架构包含 COM、CORBA、EJB 等

在.NET之前，windows的软件开发从原始到先进的工具依次为：C/Windows API、C++/MFC、VB6.0、Java、COM

而.NET以一种激进的方式提高了软件开发的效率（并且支持跨平台）

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.NET架构

如图1所示，总的来说.NET包含运行库环境（CLR）和基础类库（BCL）这两个模块；其中CLR又包含公共类型系统（CTS）和公共语言规范（CLS）两块

　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图1. .NET架构

• 基础类库BCL：适用于全部.NET语言，封装了各种基本类型（线程、文件I/O、图形绘制、外部硬件交互等）
• 运行库CLR：定位、加载和管理.NET类型；负责底层工作（内存管理、应用托管、处理线程、安全检查等）
• 公共类型系统CTS：描述了运行库CLR所支持的所有可能数据类型和编程结构；支持.NET的某个特定语言（如C#）可能不支持CTS所定义的全部特性
• 公共语言规范CLS：定义了一个让所有.NET语言都支持的公共类型和编程结构的子集

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.NET程序集

.NET语言生成的二进制文件（windows下）与COM和非托管二进制文件一样，都是 .dll 或 .exe，但内部是完全不同的

一个程序集一般只对应一个二进制文件，但也可以将多个二进制文件视为模块，统一为一个程序集

一个程序集包含3部分：微软中间语言（CIL）、元数据、清单

• CIL：所有的.NET语言编译器都会讲源码编译为CIL（平台无关的语言），在使用时再即时编译（使用JIT）为某特定平台的指令。CIL的意义在于实现了语言的集成性和平台无关性
• 元数据：描述每一个二进制文件中定义的类型（类、结构、枚举等），每个类型的成员（属性、方法等）
• 清单：描述程序集本身的元数据（版本号、版权信息等）

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CTS

公共语言规范CTS规定了类型必须如何定义才能够被CLR所承载

主要包含5种类型（类、接口、结构、枚举、委托）和一系列内建数据类型

类类型

每一种支持.NET的语言都必须支持

// C#类类型
class Calc
{
    // public 表示可以被外部程序集使用
    // internal 表示只能在本程序集使用
    public int Add(int x, int y){
        return x + y;
    }
}

接口类型

由抽象成员定义所组成的一个具名集合

// C#接口类型
// 通常被声明为公共的，这样其他程序集中的类型就可以实现其行为
public interface IDraw
{
    void Draw();
}

结构类型

// C#结构类型
struct Point
{
    // 可以包含字段
    public int xPos, yPos;

    // 可以包含参数化构造函数
    public Point(int x, int y){
        xPos = x;
        yPos = y;
    }

    // 可以定义方法
    public void PrintPosition(){
        Console.WriteLine("({0}, {1})", xPos, yPos);
    }
}

枚举类型

// C#枚举类型
enum CharacterType
{
    Wizard = 100,
    Fighter= 200,
    Thief  = 300
}

委托类型

等效于类型安全的C风格的函数指针，但他是派生自 System.MulticastDelegate，而不是一个简单的指向原始内存地址的指针

// C#委托类型
delegate int BinaryOp(int x, int y);

内建的数据类型

均在mscorlib.dll 被定义

CTS数据类型	VB.NET关键字	C#关键字	C++/CLI关键字
System.Byte	Byte	byte	unsigned char
System.SByte	SByte	sbyte	signed char
System.Int16	Short	short	short
System.Int32	Integer	int	int或long
System.Int64	Long	long	__int64
System.UInt16	UShort	ushort	unsigned short
System.UInt32	UInteger	uint	unsigned int或unsigned long
System.UInt64	ULong	ulong	unsigned __int64
System.Single	Single	float	Float
System.Double	Double	double	Double
System.Object	Object	object	object^
System.Char	Char	char	wchar_t
System.String	String	string	String^
System.Decimal	Decimal	decimal	Decimal
System.Boolean	Boolean	bool	Bool

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CLS

公共语言规范CLS清晰的描述了支持.NET的编译器必须支持的最小的和完全的特征集，以便于被基于.NET平台的其他语言用统一的方式进行访问

　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图2. .NET源代码、编译器和执行器的工作流

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其他

• .NET没有提供特定语言的代码库，通过命名空间的概念确保基础类库中所有类型能良好组织

using System;                            //通用基础类库类型
using System.Drawing;               //图形呈现类型
using System.Windows.Forms;   //GUI窗口部件类型
using System.Data;                    //通用以数据为中心的类型
using System.Data.SqlClient;       //MS SQL Server 数据访问类型

• 机器需要安装.NET环境才能运行

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参考

【1】C#与.NET 4高级程序设计（第5版）