在一小时内学会 C#。使用例程，简单却完整的探索 C# 语言的构造和特点。本文特别适合有 C++ 基础却没有太多精力学习 C# 的读者。
关于作者
Aisha Ikram
我现在在英国一家软件公司任技术带头人。我是计算机科学的硕士。我主要使用 .NET 1.1/2.0, C#, VB.NET, ASP.NET, VC++ 6, MFC, ATL, COM/DCOM, SQL Server 2000/2005等。最近我在学习 .NET 3.x 的全部内容。我的免费源代码和文章网站是 http://aishai.netfirms.com
职业：团队带头人
位置：英国
简介
C# 是一种具有 C++ 特性，Java 样式及 BASIC 快速建模特性的编程语言。如果你已经知晓 C++ 语言，本文将在不到一小时的时间内带你快速浏览 C# 的语法。如果熟悉 Java 语言，Java 的编程结构、打包和垃圾回收的概念肯定对你快速学习 C# 大有帮助。所以我在讨论 C# 语言构造的时候会假设你知道 C++。
本文通过一系列例程以简短但全面的方式讨论了 C# 语言构造和特性，所以你仅需略览代码片刻，即可了解其概念。
注意：本文不是为 C# 宗师而写。有很多初学者的 C# 文章，这只是其中之一。
接下来关于 C# 的讨论主题：
? 编程结构
? 命名空间
? 数据类型
? 变量
? 运算符与表达式
? 枚举
? 语句
? 类与结构
? 修饰符
? 属性
? 接口
? 函数参数
? 数组
? 索引器
? 装箱与拆箱
? 委托
? 继承与多态
以下主题不会进行讨论：
? C++ 与 C# 的共同点
? 诸如垃圾回收、线程、文件处理等概念
? 数据类型转换
? 异常处理
? .NET 库
编程结构
和 C++ 一样，C# 是大小写敏感的。半角分号（;）是语句分隔符。和 C++ 有所区别的是，C# 中没有单独的声明（头）和实现（CPP）文件。所有代码（类声明和实现）都放在扩展名为 cs 的单一文件中。
看看 C# 中的 Hello World 程序。
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代码:
using System;
namespace MyNameSpace
{
class HelloWorld
{
static void Main(string[] args)
{
Console.WriteLine ("Hello World");
}
}
}
C# 中所有内容都打包在类中，而所有的类又打包在命名空间中（正如文件存与文件夹中）。和 C++ 一样，有一个主函数作为你程序的入口点。C++ 的主函数名为 main，而 C# 中是大写 M 打头的 Main。
类块或结构定义之后没有必要再加一个半角分号。C++ 中是这样，但 C# 不要求。
命名空间
每个类都打包于一个命名空间。命名空间的概念和 C++ 完全一样，但我们在 C# 中比在 C++ 中更加频繁的使用命名空间。你可以用点（.）定界符访问命名空间中的类。上面的 Hello World 程序中，MyNameSpace 是其命名空间。
现在思考当你要从其他命名空间的类中访问 HelloWorld 类。
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代码:
using System;
namespace AnotherNameSpace
{
class AnotherClass
{
public void Func()
{
Console.WriteLine ("Hello World");
}
}
}
现在在你的 HelloWorld 类中你可以这样访问：
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代码:
using System;
using AnotherNameSpace; // 你可以增加这条语句
namespace MyNameSpace
{
class HelloWorld
{
static void Main(string[] args)
{
AnotherClass obj = new AnotherClass();
obj.Func();
}
}
}
在 .NET 库中，System 是包含其他命名空间的顶层命名空间。默认情况下存在一个全局命名空间，所以在命名空间外定义的类直接进到此全局命名空间中，因而你可以不用定界符访问此类。
你同样可以定义嵌套命名空间。
Using
#include 指示符被后跟命名空间名的 using 关键字代替了。正如上面的 using System。System 是最基层的命名空间，所有其他命名空间和类都包含于其中。System 命名空间中所有对象的基类是 Object。
变量
除了以下差异，C# 中的变量几乎和 C++ 中一样：
1. C# 中（不同于 C++）的变量，总是需要你在访问它们前先进行初始化，否则你将遇到编译时错误。故而，不可能访问未初始化的变量。
2. 你不能在 C# 中访问一个“挂起”指针。
3. 超出数组边界的表达式索引值同样不可访问。
4. C# 中没有全局变量或全局函数，取而代之的是通过静态函数和静态变量完成的。
数据类型
所有 C# 的类型都是从 object 类继承的。有两种数据类型：
1. 基本/内建类型
2. 用户定义类型
以下是 C# 内建类型的列表：
类型 字节 描述
byte 1 unsigned byte
sbyte 1 signed byte
short 2 signed short
ushort 2 unsigned short
int 4 signed integer
uint 4 unsigned integer
long 8 signed long
ulong 8 unsigned long
float 4 floating point number
double 8 double precision number
decimal 8 fixed precision number
string - Unicode string
char - Unicode char
bool true, false boolean
注意：C# 的类型范围和 C++ 不同。例如：long 在 C++ 中是 4 字节而在 C# 中是 8 字节。bool 和 string 类型均和 C++ 不同。bool 仅接受真、假而非任意整数。
用户定义类型文件包含：
1. 类 （class）
2. 结构（struct）
3. 接口（interface）
以下类型继承时均分配内存：
1. 值类型
2. 参考类型
值类型
值类型是在堆栈中分配的数据类型。它们包括了：
? 除字符串，所有基本和内建类型
? 结构
? 枚举类型
引用类型
引用类型在堆（heap）中分配内存且当其不再使用时，将自动进行垃圾清理。和 C++ 要求用户显示创建 delete 运算符不一样，它们使用新运算符创建，且没有 delete 运算符。在 C# 中它们自动由垃圾回收系统回收。
引用类型包括：
? 类
? 接口
? 集合类型如数组
? 字符串
枚举
C# 中的枚举和 C++ 完全一样。通过关键字 enum 定义。
例子：
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代码:
enum Weekdays
{
Saturday, Sunday, Monday, Tuesday, Wednesday, Thursday, Friday
}
类与结构
除了内存分配的不同外，类和结构就和 C++ 中的情况一样。类的对象在堆中分配，并使用 new 关键字创建。而结构是在栈（stack）中进行分配。C# 中的结构属于轻量级快速数据类型。当需要大型数据类型时，你应该创建类。
例子：
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代码:
struct Date
{
int day;
int month;
int year;
}
class Date
{
int day;
int month;
int year;
string weekday;
string monthName;
public int GetDay()
{
return day;
}
public int GetMonth()
{
return month;
}
public int GetYear()
{
return year;
}
public void SetDay(int Day)
{
day = Day ;
}
public void SetMonth(int Month)
{
month = Month;
}
public void SetYear(int Year)
{
year = Year;
}
public bool IsLeapYear()
{
return (year/4 == 0);
}
public void SetDate (int day, int month, int year)
{
}
...
}
属性
如果你熟悉 C++ 面向对象的方法，你一定对属性有自己的认识。对 C++ 来说，前面例子中 Date 类的属性就是 day、month 和 year，而你添加了 Get 和 Set 方法。C# 提供了一种更加便捷、简单而又直接的属性访问方式。
所以上面的类应该写成这样：
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代码:
using System;
class Date
{
public int Day{
get {
return day;
}
set {
day = value;
}
}
int day;
public int Month{
get {
return month;
}
set {
month = value;
}
}
int month;
public int Year{
get {
return year;
}
set {
year = value;
}
}
int year;
public bool IsLeapYear(int year)
{
return year%4== 0 ? true: false;
}
public void SetDate (int day, int month, int year)
{
this.day = day;
this.month = month;
this.year = year;
}
}
这里是你 get 和 set 属性的方法：
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代码:
class User
{
public static void Main()
{
Date date = new Date();
date.Day = 27;
date.Month = 6;
date.Year = 2003;
Console.WriteLine
("Date: {0}/{1}/{2}", date.Day, date.Month, date.Year);
}
}
修饰符
你必须知道 C++ 中常用的 public、private 和 protected 修饰符。我将在这里讨论一些 C# 引入的新的修饰符。
readonly
readonly 修饰符仅用于修饰类的数据成员。正如其名字说的，一旦它们已经进行了写操作、直接初始化或在构造函数中对其进行了赋值，readonly 数据成员就只能对其进行读取。readonly 和 const 数据成员不同之处在于 const 要求你在声明时进行直接初始化。看下面的例程：
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代码:
class MyClass
{
const int constInt = 100; //直接进行
readonly int myInt = 5; //直接进行
readonly int myInt2;
public MyClass()
{
myInt2 = 8; //间接进行
}
public Func()
{
myInt = 7; //非法
Console.WriteLine(myInt2.ToString());
}
}
sealed
带有 sealed 修饰符的类不允许你从它继承任何类。所以如果你不想一个类被继承，你可以对该类使用 sealed 关键字。
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代码:
sealed class CanNotbeTheParent
{
int a = 5;
}
unsafe
你可以使用 unsafe 修饰符在 C# 中定义一个不安全上下文。在不安全上下文中，你可以插入不安全代码，如 C++ 的指针等。参见以下代码：
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代码:
public unsafe MyFunction( int * pInt, double* pDouble)
{
int* pAnotherInt = new int;
*pAnotherInt = 10;
pInt = pAnotherInt;
...
*pDouble = 8.9;
}
接口
如果你有 COM 的思想，你马上就知道我在说什么了。接口是只包含函数签名而在子类中实现的抽象基类。在 C# 中，你可以用 interface 关键字声明这样的接口类。.NET 就是基于这样的接口的。C# 中你不能对类进行多重继承——这在 C++ 中是允许的。通过接口，多重继承的精髓得以实现。即你的子类可以实现多重接口。（译注：由此可以实现多重继承）
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代码:
using System;
interface myDrawing
{
int originx
{
get;
set;
}
int originy
{
get;
set;
}
void Draw(object shape);
}
class Shape: myDrawing
{
int OriX;
int OriY;
public int originx
{
get{
return OriX;
}
set{
OriX = value;
}
}
public int originy
{
get{
return OriY;
}
set{
OriY = value;
}
}
public void Draw(object shape)
{
... // 做要做的事
}
// 类自身的方法
public void MoveShape(int newX, int newY)
{
.....
}
}
数组
数组在 C# 中比 C++ 中要高级很多。数组分配于堆中，所以是引用类型的。你不能访问数组边界外的元素。所以 C# 防止你引发那种 bug。同时也提供了迭代数组元素的帮助函数。foreach 是这样的迭代语句之一。C++ 和 C# 数组的语法差异在于：
方括号在类型后面而不是在变量名后面
创建元素使用 new 运算符
C# 支持一维、多维和交错数组（数组的数组）
例子：
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代码:
int[] array = new int[10]; // int 型一维数组
for (int i = 0; i < array.Length; i++)
array = i;
int[,] array2 = new int[5,10]; // int 型二维数组
array2[1,2] = 5;
int[,,] array3 = new int[5,10,5]; // int 型三维数组
array3[0,2,4] = 9;
int[][] arrayOfarray = new int[2]; // int 型交错数组 - 数组的数组
arrayOfarray[0] = new int[4];
arrayOfarray[0] = new int[] {1,2,15};
索引器
索引器用于书写一个可以通过使用 [] 像数组一样直接访问集合元素的方法。你所需要的只是指定待访问实例或元素的索引。索引器的语法和类属性语法相同，除了接受作为元素索引的输入参数外。
例子：
注意：CollectionBase 是用于建立集合的库类。List 是 CollectionBase 中用于存放集合列表的受保护成员。
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代码:
class Shapes: CollectionBase
{
public void add(Shape shp)
{
List.Add(shp);
}
//indexer
public Shape this[int index]
{
get {
return (Shape) List[index];
}
set {
List[index] = value ;
}
}
}
装箱/拆箱
装箱的思想在 C# 中是创新的。正如前面提到的，所有的数据类型，无论是内建的还是用户定义的，都是从 System 命名空间的基类 object 继承的。所以基础的或是原始的类型打包为一个对象称为装箱，相反的处理称为拆箱。
例子：
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代码:
class Test
{
static void Main()
{
int myInt = 12;
object obj = myInt ; // 装箱
int myInt2 = (int) obj; // 拆箱
}
}
例程展示了装箱和拆箱两个过程。一个 int 值可以被转换为对象，并且能够再次转换回 int。当某种值类型的变量需要被转换为一个引用类型时，便会产生一个对象箱保存该值。拆箱则完全相反。当某个对象箱被转换回其原值类型时，该值从箱中拷贝至适当的存储空间。
函数参数
C# 中的参数有三种类型：
1. 按值传递/输入参数
2. 按引用传递/输入-输出参数
3. 输出参数
如果你有 COM 接口的思想，而且还是参数类型的，你会很容易理解 C# 的参数类型。
按值传递/输入参数
值参数的概念和 C++ 中一样。传递的值复制到了新的地方并传递给函数。
例子：
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代码:
SetDay(5);
...
void SetDay(int day)
{
....
}
按引用传递/输入-输出参数
C++ 中的引用参数是通过指针或引用运算符 & 传递的。C# 中的引用参数更不易出错。你可以传递一个引用地址，你传递一个输入的值并通过函数得到一个输出的值。因此引用参数也被称为输入-输出参数。
你不能将未初始化的引用参数传递给函数。C# 使用关键字 ref 指定引用参数。你同时还必须在传递参数给要求引用参数的函数时使用关键字 ref。
例子：
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代码:
int a= 5;
FunctionA(ref a); // 使用 ref，否则将引发编译时错误
Console.WriteLine(a); // 打印 20
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代码:
void FunctionA(ref int Val)
{
int x= Val;
Val = x* 4;
}
输出参数
输出参数是只从函数返回值的参数。输入值不要求。C# 使用关键字 out 表示输出参数。
例子：
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代码:
int Val;
GetNodeValue(Val);
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代码:
bool GetNodeValue(out int Val)
{
Val = value;
return true;
}
参数和数组的数量变化
C# 中的数组使用关键字 params 进行传递。一个数组类型的参数必须总是函数最右边的参数。只有一个参数可以是数组类型。你可以传送任意数量的元素作为数组类型的参数。看了下面的例子你可以更好的理解：
注意：使用数组是 C# 提供用于可选或可变数量参数的唯一途径。
例子：
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代码:
void Func(params int[] array)
{
Console.WriteLine("number of elements {0}", array.Length);
}
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代码:
Func(); // 打印 0
Func(5); // 打印 1
Func(7,9); // 打印 2
Func(new int[] {3,8,10}); // 打印 3
int[] array = new int[8] {1,3,4,5,5,6,7,5};
Func(array); // 打印 8
运算符与表达式
运算符和表达式跟 C++ 中完全一致。然而同时也添加了一些新的有用的运算符。有些在这里进行了讨论。
is 运算符
is 运算符是用于检查操作数类型是否相等或可以转换。is 运算符特别适合用于多态的情形。is 运算符使用两个操作数，其结果是布尔值。参考例子：
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代码:
void function(object param)
{
if(param is ClassA)
//做要做的事
else if(param is MyStruct)
//做要做的事
}
}
as 运算符
as 运算符检查操作数的类型是否可转换或是相等（as 是由 is 运算符完成的），如果是，则处理结果是已转换或已装箱的对象（如果操作数可以装箱为目标类型，参考 装箱/拆箱）。如果对象不是可转换的或可装箱的，返回值为 null。看看下面的例子以更好的理解这个概念。
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代码:
Shape shp = new Shape();
Vehicle veh = shp as Vehicle; // 返回 null，类型不可转换
Circle cir = new Circle();
Shape shp = cir;
Circle cir2 = shp as Circle; //将进行转换
object[] objects = new object[2];
objects[0] = "Aisha";
object[1] = new Shape();
string str;
for(int i=0; i&< objects.Length; i++)
{
str = objects as string;
if(str == null)
Console.WriteLine("can not be converted");
else
Console.WriteLine("{0}",str);
}
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代码:
Output:
Aisha
can not be converted
语句
除了些许附加的新语句和修改外，C# 的语句和 C++ 的基本一致。
以下是新的语句：
foreach
用于迭代数组等集合。
例子：
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代码:
foreach (string s in array)
Console.WriteLine(s);
lock
在线程中使代码块称为重点部分。
（译注：lock 关键字将语句块标记为临界区，方法是获取给定对象的互斥锁，执行语句，然后释放该锁。lock 确保当一个线程位于代码的临界区时，另一个线程不进入临界区。如果其他线程试图进入锁定的代码，则它将一直等待（即被阻止），直到该对象被释放。）
checked/unchecked
用于数字操作中的溢出检查。
例子：
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代码:
int x = Int32.MaxValue; x++; // 溢出检查
{
x++; // 异常
}
unchecked
{
x++; // 溢出
}
下面的语句已修改：（译注：原文如此，疑为作者笔误）
Switch
Switch 语句在 C# 中修改过。
1.现在在执行一条 case 语句后，程序流不能跳至下一 case 语句。之前在 C++ 中这是可以的。
例子：
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代码:
int var = 100;
switch (var)
{
case 100: Console.WriteLine("<Value is 100>"); // 这里没有 break
case 200: Console.WriteLine("<Value is 200>"); break;
}
C++ 的输出：
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代码:
<Value is 100><Value is 200>
而在 C# 中你将得到一个编译时错误：
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代码:
error CS0163: Control cannot fall through
from one case label ('case 100:') to another
2.然而你可以像在 C++ 中一样这么用：
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代码:
switch (var)
{
case 100:
case 200: Console.WriteLine("100 or 200<VALUE is 200>"); break;
}
3.你还可以用常数变量作为 case 值：
例子：
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代码:
const string WeekEnd = "Sunday";
const string WeekDay1 = "Monday";
....
string WeekDay = Console.ReadLine();
switch (WeekDay )
{
case WeekEnd: Console.WriteLine("It's weekend!!"); break;
case WeekDay1: Console.WriteLine("It's Monday"); break;
}
委托
委托让我们可以把函数引用保存在变量中。这就像在 C++ 中使用 typedef 保存函数指针一样。
委托使用关键字 delegate 声明。看看这个例子，你就能理解什么是委托：
例子：
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代码:
delegate int Operation(int val1, int val2);
public int Add(int val1, int val2)
{
return val1 + val2;
}
public int Subtract (int val1, int val2)
{
return val1- val2;
}
public void Perform()
{
Operation Oper;
Console.WriteLine("Enter + or - ");
string optor = Console.ReadLine();
Console.WriteLine("Enter 2 operands");
string opnd1 = Console.ReadLine();
string opnd2 = Console.ReadLine();
int val1 = Convert.ToInt32 (opnd1);
int val2 = Convert.ToInt32 (opnd2);
if (optor == "+")
Oper = new Operation(Add);
else
Oper = new Operation(Subtract);
Console.WriteLine(" Result = {0}", Oper(val1, val2));
}
继承与多态
C# 只允许单一继承。多重继承可以通过接口达到。
例子：
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代码:
class Parent{
}
class Child : Parent
虚函数
虚函数在 C# 中同样是用于实现多态的概念的，除了你要使用 override 关键字在子类中实现虚函数外。父类使用同样的 virtual 关键字。每个重写虚函数的类都使用 override 关键字。（译注：作者所说的“同样”，“除……外”都是针对 C# 和 C++ 而言的）
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代码:
class Shape
{
public virtual void Draw()
{
Console.WriteLine("Shape.Draw") ;
}
}
class Rectangle : Shape
{
public override void Draw()
{
Console.WriteLine("Rectangle.Draw");
}
}
class Square : Rectangle
{
public override void Draw()
{
Console.WriteLine("Square.Draw");
}
}
class MainClass
{
static void Main(string[] args)
{
Shape[] shp = new Shape[3];
Rectangle rect = new Rectangle();
shp[0] = new Shape();
shp[1] = rect;
shp[2] = new Square();
shp[0].Draw();
shp[1].Draw();
shp[2].Draw();
}
}
Output:
Shape.Draw
Rectangle.Draw
Square.Draw
使用“new”隐藏父类函数
你可以隐藏基类中的函数而在子类中定义其新版本。关键字 new 用于声明新的版本。思考下面的例子，该例是上一例子的修改版本。注意输出，我用 关键字 new 替换了 Rectangle 类中的关键字 override。
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代码:
class Shape
{
public virtual void Draw()
{
Console.WriteLine("Shape.Draw") ;
}
}
class Rectangle : Shape
{
public new void Draw()
{
Console.WriteLine("Rectangle.Draw");
}
}
class Square : Rectangle
{
//这里不用 override
public new void Draw()
{
Console.WriteLine("Square.Draw");
}
}
class MainClass
{
static void Main(string[] args)
{
Console.WriteLine("Using Polymorphism:");
Shape[] shp = new Shape[3];
Rectangle rect = new Rectangle();
shp[0] = new Shape();
shp[1] = rect;
shp[2] = new Square();
shp[0].Draw();
shp[1].Draw();
shp[2].Draw();
Console.WriteLine("Using without Polymorphism:");
rect.Draw();
Square sqr = new Square();
sqr.Draw();
}
}
Output:
Using Polymorphism
Shape.Draw
Shape.Draw
Shape.Draw
Using without Polymorphism:
Rectangle.Draw
Square.Draw
多态性认为 Rectangle 类的 Draw 方法是和 Shape 类的 Draw 方法不同的另一个方法，而不是认为是其多态实现。所以为了防止父类和子类间的命名冲突，我们只有使用 new 修饰符。
注意：你不能在一个类中使用一个方法的两个版本，一个用 new 修饰符，另一个用 override 或 virtual。就像在上面的例子中，我不能在 Rectangle 类中增加另一个名为 Draw 的方法，因为它是一个 virtual 或 override 的方法。同样在 Square 类中，我也不能重写 Shape 类的虚方法 Draw。
调用基类成员
如果子类的数据成员和基类中的有同样的名字，为了避免命名冲突，基类成员和函数使用 base 关键字进行访问。看看下面的例子，基类构造函数是如何调用的，而数据成员又是如何使用的。
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代码:
public Child(int val) :base(val)
{
myVar = 5;
base.myVar;
}
OR
public Child(int val)
{
base(val);
myVar = 5 ;
base.myVar;
}
前景展望
本文仅仅是作为 C# 语言的一个快速浏览，以便你可以熟悉该语言的一些特性。尽管我尝试用实例以一种简短而全面的方式讨论了 C# 几乎所有的主要概念，但我认为还是有很多内容需要增加和讨论的。
以后，我会增加更多的没有讨论过的命令和概念，包括事件等。我还想给初学者写一下怎么用 C# 进行 Windows 编程。
参考文献：
我们都知道的 MSDN
Tom Archer 著，Inside C#
Eric Gunnerson 著，A Programmer's Introduction to C#
Karli Watson 著，Beginning C#
O'Reilly（奥莱利出版），Programming C#
修改：
2003年6月12日：按引用传递/输入-输出参数一节中增加了 ref 关键字
2003年6月20日：为可选参数增加了一条注意事项，纠正了交错数组例子中赋值运算符的笔误
许可
本文及其任何关联的源代码和文件均以 The Code Project Open License (CPOL)执行。（译注：代码计划网站公开许可）
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