最简单的C#快速入门

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）