C# 語言和 .NET Framework 簡介

更新:2007 年 11 月

C# 是一種簡潔且型別安全 (Type-Safe) 的物件導向語言,讓開發人員能夠建置各種可以在 .NET Framework 上執行的安全、強固應用程式。您可以使用 C# 來建立傳統 Windows 用戶端應用程式、XML Web Service、分散式元件、主從式應用程式、資料庫應用程式以及更多程式。Visual C# 2008 提供進階的程式碼編輯器、便利的使用者介面設計工具、整合式偵錯工具以及其他許多工具,用以簡化根據 3.0 版 C# 語言及 3.5 版 .NET Framework 來開發應用程式的程序。

注意事項:

Visual C# 文件假設您已了解基本的程式設計概念。如果您是初學者,就可能需要就可能需要先至網站上深入了解 Visual C# Express 版。您也可以利用有關 C# 的書籍和 Web 資源來學習實際的程式設計技巧。

C# 語法具有高度表達能力,同時也是相當簡單並容易學習的語法。熟悉 C、C++ 或 Java 的任何人員都能立即辨識 C# 的大括號語法。任何了解上述其中一種語言的開發人員,一般都能在極短的時間內開始使用 C# 進行工作。C# 語法將 C++ 的複雜度簡化了許多,同時提供強大的功能,例如可為 Null 的實值型別 (Value Type)、列舉型別 (Enumeration)、委派 (Delegate)、Lambda 運算式及直接記憶體存取,而這些都是 Java 沒有的功能。C# 支援泛型方法和型別 (會提供增強的型別安全 (Type Safety) 和效能) 以及 Iterator (可讓集合類別 (Collection Class) 的實作器定義自訂反覆運算行為,由用戶端程式碼輕鬆運用)。在 C# 3.0 中,Language-Integrated Query (LINQ) 運算式會將強型別 (Strongly Typed) 查詢當成第一級語言建構。

C# 是物件導向語言,因此支援封裝 (Encapsulation)、繼承 (Inheritance) 和多型 (Polymorphism) 的概念。所有的變數和方法,包括 Main 方法,也就是應用程式的進入點 (Entry Point),都封裝在類別定義之內。類別可能直接從一個父類別繼承,不過可以實作任何數目的介面。覆寫父類別中之虛擬方法的方法,都需要用 override 關鍵字做為避免意外重新定義的方式。在 C# 中,結構 (Struct) 就像輕量的類別;是一種能夠實作介面,卻不支援繼承的堆疊配置型別。

除了這些基本的物件導向原則之外,C# 還透過許多創新的語言建構簡化了軟體元件的開發,包括下列各項:

  • 稱為「委派」(Delegate) 的封裝方法簽章 (Signature),可以啟用型別安全事件告知。

  • 多種屬性 (Property),做為私用成員變數的存取子。

  • 多種屬性 (Attribute),在執行階段提供關於型別的宣告式中繼資料。

  • 內嵌 (Inline) XML 文件註解。

  • Language-Integrated Query (LINQ),提供跨各種資料來源的內建查詢功能。

如果您需要與其他 Windows 軟體 (如 COM 物件或原生 Win32 DLL) 互動,則您可以透過稱為 "Interop" 的處理序在 C# 中進行互動。Interop 使 C# 程式幾乎可以執行所有原生 C++ 應用程式能夠執行的功能。C# 甚至可在必須具備直接記憶體存取的情況下,支援指標和「不安全的」程式碼的概念。

C# 建置程序與 C 和 C++ 相較之下更為簡單,而且比 Java 更有彈性。由於沒有分隔的標頭檔 (Header File),因此不需要以特定的順序宣告方法和型別。C# 原始程式檔 (Source File) 可以定義任何數目的類別、結構、介面及事件。

下列是額外的 C# 資源:

C# 程式在 .NET Framework 上執行,這是 Windows 的整體元件之一,含有稱為 Common Language Runtime (CLR) 的虛擬執行系統,以及統一的類別庫 (Class Library) 集。CLR 是 Microsoft 的 Common Language Infrastructure (CLI) 商務實作,也是建立執行和開發環境之基礎的國際標準,能讓語言和程式庫在其中合作無間。

以 C# 撰寫的原始程式碼會編譯為遵循 CLI 規格的中繼語言 (IL)。IL 程式碼和資源 (如點陣圖和字串) 會儲存在硬碟上稱為組件 (Assembly) 的可執行檔中,這種檔案的副檔名一般是 .exe 或 .dll。組件所含有的資訊清單會提供有關組件型別、版本、文化特性 (Culture) 及安全需求的資訊。

在執行 C# 程式時,組件便會載入至 CLR,並可能根據資訊清單中的資訊,而採取各種不同的動作。然後,如果符合安全需求,CLR 便會執行 Just In Time (JIT) 編譯,將 IL 程式碼轉換為原生機器指令。CLR 也會提供與自動記憶體回收、例外處理 (Exception Handling) 及資源管理相關的其他服務。相對於編譯成原生機器語言,並以特定系統為目標的「Unmanaged 程式碼」,由 CLR 執行的程式碼有時也稱為「Managed 程式碼」。下列圖表 (Diagram) 說明 C# 原始程式碼檔案、.NET Framework 類別庫 (Class Library)、組件和 CLR 的編譯時期和執行階段關聯性 (Relationship)。

從 C# 原始程式碼到電腦執行

語言互通性 (Interoperability) 是 .NET Framework 的主要功能。由於 C# 編譯器所產生的 IL 程式碼會遵循一般型別規格 (CTS),所以 C# 所產生的 IL 程式碼能夠與 Visual Basic 的 .NET 版本、Visual C++、Visual J# 或其他 20 多種符合 CTS 標準之語言所產生的程式碼互動。單一組件可以含有由不同 .NET 語言撰寫的多個模組,而且型別可以互相參考,就像是以相同的語言撰寫一樣。

除了執行階段服務,.NET Framework 還包含一個容納了 4000 多個類別的廣大程式庫。這些類別會被組織到命名空間中,提供各類如檔案輸入和輸出、字串操作、XML 剖析,以至於 Windows Form 控制項等等的有用功能。一般 C# 應用程式都會大量使用 .NET Framework 類別庫來處理常見的例行工作。

如需 .NET Framework 的詳細資訊,請參閱 .NET Framework 的概觀

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