C# 快速入门（Aisha Ikram著，野比 译）

这篇是几年前翻译的。原文约1.5万字，现在网上广泛流传的完全翻译版就是我这个，不过多数转载都已经看不到我的名字了，有的连Ikram的名字也没了。

在这里存个档。

© 版权所有 野比 2008

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C#快速入门

[英]Aisha Ikram 著野比 译

来源：www.codeproject.com（Quick C#）

译注：原文极长（约 1.5 万字），但浅显易懂，讲解生动活泼，请耐心阅读

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。

© 版权所有 野比 2008

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

目录

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。

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。

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：

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：

• 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。
  
• 你不能在 C# 中访问一个“挂起”指针。
  
• 超出数组边界的表达式索引值同样不可访问。
  
• 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：

• 基本/内建类型
  
• 用户定义类型
  

以下是 C# 内建类型的列表：

类型字节描述
byte1unsigned byte
sbyte 1signed byte
short 2signed short
ushort2unsigned short
int4signed integer
uint4unsigned integer
long8signed long
ulong 8unsigned long
float 4floating point number
double8double precision number
decimal8fixed precision number
string-Unicode string
char-Unicode char
booltrue, 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：

• 类 （class）
  
• 结构（struct）
  
• 接口（interface）
  

以下类型继承时均分配内存：

• 值类型
  
• 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：

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：

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：

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：

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：

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。

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：

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）

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：

int[] array = new int[10]; // int 型一维数组
for (int i = 0; i < array.Length; i++) 
    array[i] = 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。

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：

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：

• 按值传递/输入参数
  
• 按引用传递/输入-输出参数
  
• 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：

SetDay([/color]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：

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[/code]
[code]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：

int Val;
    GetNodeValue(Val);

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：

void Func(params int[] array)
    {
        Console.WriteLine("number of elements {0}", array.Length);
    }

    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：

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。

Shape shp =[/color] 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[i] as string;
    if(str == null)
        Console.WriteLine("can not be converted");
    else
        Console.WriteLine("{0}",str);
}

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：

    foreach (string s in array) 
        Console.WriteLine(s);  

lock

在线程中使代码块称为重点部分。
（野比译注：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：

int x = Int32.MaxValue; x++; // 溢出检查 
{ 
x++; // 异常
}
unchecked
{
x++; // 溢出
}
下面的语句已修改：（野比译注：这句实属多余，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：

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：

<Value is 100><Value is 200>

而在 C# 中你将得到一个编译时错误：

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：

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：

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：

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：

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。（野比译注：作者所说的“同样”，“除……外”都是针对 C# 和 C++ 而言的）

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。

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。

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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