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A Comparative Overview of C#中文版(4)

[摘要]當(dāng)考慮到C++是怎么做的時候,Java是干了件好事,它簡化了參數(shù)如何傳遞的問題。在C++中,方法【譯注:C++中沒有方法一說,應(yīng)該稱為“函數(shù)”或“成員函數(shù)”】的參數(shù)和方法調(diào)用通過傳值、引用、指針【譯...
當(dāng)考慮到C++是怎么做的時候,Java是干了件好事,它簡化了參數(shù)如何傳遞的問題。在C++中,方法【譯注:C++中沒有方法一說,應(yīng)該稱為“函數(shù)”或“成員函數(shù)”】的參數(shù)和方法調(diào)用通過傳值、引用、指針【譯注:例如int、int*、int&】,使得代碼變得不必要的復(fù)雜。C#顯式傳遞引用,不管是方法聲明時還是調(diào)用時。它大大地減少了混亂【譯注:這句話應(yīng)該這么理解:由于C++的語法問題,有時你并不知道你是在使用一個對象還是一個對象引用,本節(jié)后有示例】,并達到了和Java同樣的目標(biāo),但是C#的方式更有表達力。顯然這是C#的主旨—它不把程序員圈在一個圈里,使他們必須繞一個大彎子才能做成某件事。還記得Java嗎?Java指南里,建議如何解決傳引用的問題,你應(yīng)該傳遞一個1個元素的數(shù)組去保存你的值,或另做一個類以保存這個值。
【譯注:
#include "stdafx.h"
class ParentCls
{
public:
 virtual void f(){printf("ParentCls\t");}
};
class ChildCls : public ParentCls
{
public:
 virtual void f(){printf("ChildCls\t");}
};
void Test1(ParentCls pc) {pc.f();}
void Test2(ParentCls& pc) {pc.f();}
int main(int argc, char* argv[])
{
ChildCls cc;
 Test1(cc);//輸出ParentCls
 Test2(cc);//輸出ChildCls
 //只看調(diào)用處,是不知道你使用的引用還是對象的,但運行結(jié)果迥異!
 return 0;
}

15.特性
 C#和Java的編譯代碼里都包括類似于字段訪問級別的信息。C#擴展了這個能力,對類中的任何元素,比如類、方法、字段甚至是獨立參數(shù),你都可以編譯自定義的信息,并可以于運行時獲取這些信息。這兒有一個非常簡單的使用特性的類的例子:
[AuthorAttribute ("Ben Albahari")]
class A
{
[Localizable(true)]
public String Text //【譯注:應(yīng)為public string Text或public System.String Text,如果前面沒有using System的話】
{
get {return text;}
//...
}
}
Java使用一對/** */和@標(biāo)簽注釋以包含類和方法的附加信息,但這些信息(除了@deprecated【譯注:Java1.1版本及以后】)并未build到字節(jié)碼中。C#使用預(yù)定義的特性O(shè)bsolete特性,編譯器可以警告你,排除廢代碼(就象@deprecated),并用Conditional特性使得可以條件編譯。微軟新的XML庫使用特性來表達字段如何序列化到XML中,這就意味著你可以很容易地把一個類序列化到XML中,并可以再次重建它。另外一個對特性的恰當(dāng)?shù)膽?yīng)用是創(chuàng)建真正有威力的類瀏覽工具。C#語言規(guī)范詳盡第解釋了怎樣創(chuàng)建和使用特性。
16.switch語句
 C#中的switch語句可以使用整型、字符、枚舉或(不象C++或Java)字符串。在Java和C++中,如果你在任何一個case語句里忽略了一個break語句,你就有其它case語句被執(zhí)行的危險。我想不通為什么這個很少需要的并容易出錯的行為在Java和C++中都成了缺省行為,我也很高興地看到C#不會是這個樣子。
【譯注: 因為C#不支持從一個case標(biāo)簽貫穿到另一個case標(biāo)簽。如果需要的話,可以使用goto case或goto default實現(xiàn)】
17.預(yù)定義類型
 C#基本類型基本上和Java的差不多,除了前者還加入了無符號的類型。C#中有sbyte、byte、short、ushort、int、uint、long、ulong、char、float和double。唯一令人感到驚奇的地方是這兒有一個16個字節(jié)【譯注:原文誤寫為12個字節(jié)】的浮點型數(shù)值類型decimal,它可以充分利用最新的處理器。
【譯注:補充一下,盡管decimal占用128位,但它的取值范圍比float(32位)、Double(64位)遠遠小得多,但它的精度比后二者的要高得多,可以滿足精度要求極高的財務(wù)計算等】
18.字段修飾符
 C#中字段修飾符基本上Java相同。為了表示不可被修改的字段,C#使用const和readonly修飾符。const字段修飾符就象Java的final字段修飾符,該字段的實際值被編譯成IL代碼的一部分。只讀字段在運行時計算值。對標(biāo)準(zhǔn)C#庫來說,這就可以在不會破壞你的已經(jīng)部署的代碼的前提下升級。
19.跳轉(zhuǎn)語句
 這兒沒有更多的令人驚訝的地方,可能除了臭名卓著的goto語句。然而,這和我們記得的帶來麻煩的20年前的basic的goto語句大不相同。一個goto語句必須指向一個標(biāo)簽【譯注:goto語句必須必須在該標(biāo)簽的作用域內(nèi),或者換句話說,只允許使用goto語句將控制權(quán)傳遞出一個嵌套的作用域,而不能將控制權(quán)傳遞進一個嵌套域】或是switch語句里的一個選擇支【譯注:即所謂的goto case語句】。指向標(biāo)簽的用法和continue差不多。Java里的標(biāo)簽,自由度大一些【譯注:Java中的break和continue語句后可跟標(biāo)簽】。C#中,goto語句可以指向其作用域的任意一個地方,這個作用域是指同一個方法或finally程序塊【譯注:如果goto語句出現(xiàn)在finally語句塊內(nèi),則goto語句的目的地也必須在同一個finally語句塊內(nèi)】。C#中的continue語句和Java中的基本等價,但C#中不可以指向一個標(biāo)簽。
【譯注:Java把goto作為保留字,但并未實現(xiàn)它】
20.組合體、名字空間和訪問級別
 在C#中,你可以把你源代碼中的組件(類、結(jié)構(gòu)、委托、枚舉等)組織到文件、名字空間和組合體中。
 名字空間不過是長類名的語法上的甜言蜜語而已。例如,用不著這么寫Genamics.WinForms.Grid,你可以如此聲明類Grid并將其包裹起來:
namespace Genamics.WinForms
{
public class Grid
{
//....
}
}
對于使用Grid的類,你可以用using關(guān)鍵字導(dǎo)入【譯注:即using Genamics.WinForms】,而不必用其完整類名Genamics.WinForms.Grid。
 組合體是從項目文件編譯出來的exe或dll。.NET運行時使用可配置的特性和版本法則,把它們創(chuàng)建到組合體,這大大簡化了部署—不需要寫注冊表,只要把組合體拷到相關(guān)目錄中去即可。組合體還可以形成一個類型邊界,從而解決類名沖突問題。同一組合體的多個版本可以共存于同一進程。每一個文件都可以包含多個類、多個名字空間。一個名字空間可以橫跨若干個組合體。如此以來,系統(tǒng)將可獲得更大的自由度。
 C#中有五種訪問級別:private、internal、protected、internal protected和public【譯注:internal protected當(dāng)然也可以是protected internal,此外再無其它組合】。private和public和Java中意思一樣。C#中,沒有標(biāo)明訪問級別的就是private,而不是包范圍的。internal訪問被局限在組合體中而不是名字空間(這和Java更相似)中。Internal protected等價于Java的protected。protected等價于Java的private protected,而它已被Java廢棄。
21.指針運算
 在C#中,指針運算可以被使用在被標(biāo)為unsafe修飾符的方法里。當(dāng)指針指向一個可被垃圾收集的對象的時候,編譯器強迫使用fixed關(guān)鍵字去固定對象。這是因為垃圾收集器是靠移動對象來回收內(nèi)存的。但是如果當(dāng)你使用原始指針時,它所指的對象被移動了,那你的指針將指向垃圾。我認(rèn)為這兒用unsafe這個關(guān)鍵字是個好的選擇—它不鼓勵開發(fā)人員使用指針除非他們真的想這么做。
22.多維數(shù)組
 C#可以創(chuàng)建交錯數(shù)組【譯注:交錯數(shù)組是元素為數(shù)組的數(shù)組。交錯數(shù)組元素的維度和大小可以不同】和多維數(shù)組。交錯數(shù)組和Java的數(shù)組非常類似。多維數(shù)組使得可以更有效、更準(zhǔn)確地表達特定問題。以下是這種數(shù)組的一個例子:
int [,,] array = new int [3, 4, 5]; // 創(chuàng)建一個數(shù)組
int [1,1,1] = 5;//【譯注:此行代碼有誤:應(yīng)為array[1,1,1] = 5;】
使用交錯數(shù)組:
int [][][] array = new int [3][4][5]; // 【譯注:此行代碼有誤,應(yīng)為:int [][][] array = new int[3][][];】
int [1][1][1] = 5; 【譯注:此行代碼有誤:應(yīng)為array[1][1][1] = 5;】【譯注:小心使用交錯數(shù)組】
若和結(jié)構(gòu)聯(lián)合使用,C#提供的高效率使得數(shù)組成為圖形和數(shù)學(xué)領(lǐng)域的一個好的選擇。
23.構(gòu)造器和析構(gòu)器
 你可以指定可選的構(gòu)造器參數(shù):
class Test
{
public Test () : this (0, null) {}
public Test (int x, object o) {}
}
你也可以指定靜態(tài)構(gòu)造器:
class Test
{
static int[] ascendingArray = new int [100];
static Test ()
{
for (int i = 0; i < ascendingArray.Length; i++)
ascendingArray [i] = i;
}
}
析構(gòu)器的命名采用C++的命名約定,使用~符號。析構(gòu)器只能應(yīng)用于引用類型,值類型不可以,并且不可被重載。析構(gòu)器不可被顯式調(diào)用,這是因為對象的生命期被垃圾收集器所管制。在對象所占用的內(nèi)存被回收前,對象繼承層次里的每一個析構(gòu)器都會被調(diào)用。
盡管和C++的命名相似,C#中的析構(gòu)器更象Java中的finalize方法。這是因為它們都是被垃圾收集器調(diào)用而不是顯式地被程序員調(diào)用。而且,就象Java的finalize,它們不能保證在各種情況下都肯定被調(diào)用(這常常使第一次發(fā)現(xiàn)這一點的每一個人都感到震驚)。如果你已習(xí)慣于采用確定性的析構(gòu)編程模式(你知道什么時候?qū)ο蟮奈鰳?gòu)器被調(diào)用),當(dāng)你轉(zhuǎn)移到Java或C#時,你必須適應(yīng)這個不同的編程模型。微軟推薦的和實現(xiàn)的、貫穿于整個.NET框架的是dipose模式。你要為那些需要管理的外部資源(如圖形句柄或數(shù)據(jù)庫連接)的類定義一個dispose()方法。對于分布式編程,.NET框架提供一個約定的基本模型,以改進DCOM的引用計數(shù)問題。
24. 受控執(zhí)行環(huán)境
對[C#/IL碼/CLR]和[Java/字節(jié)碼/JVM]進行比較是不可避免的也是正當(dāng)?shù)摹N蚁,最好的辦法是首先搞清楚為什么會創(chuàng)造出這些技術(shù)來。
 用C和C++寫程序,一般是把源代碼編譯成匯編語言代碼,它只能運行在特定的處理器和特定的操作系統(tǒng)上。編譯器需要知道目標(biāo)處理器,因為不同的處理器指令集不同。編譯器也要知道目標(biāo)操作系統(tǒng),因為不同的操作系統(tǒng)對諸如如何執(zhí)行工作以及怎樣實現(xiàn)象內(nèi)存分配這些基本的C/C++的概念不同。C/C++這種模型獲得了巨大的成功(你所使用的大多數(shù)軟件可能都是這樣編譯的),但也有其局限性:
l程序無豐富的接口以和其它程序進行交互(微軟的COM就是為了克服這個限制而創(chuàng)建的)
l程序不能以跨平臺的形式分發(fā)
l不能把程序限制執(zhí)行在一個安全操作的沙箱里
為了解決這些問題,Java采用了Smalltalk采用過的方式,即編譯成字節(jié)碼,運行在虛擬機里。在被編譯前,字節(jié)碼維持程序的基本結(jié)構(gòu)。這就使得Java程序和其它程序進行各種交互成為可能。字節(jié)碼也是機器中立的,這也意味著同樣的class文件可以運行于不同的平臺。最后,Java語言沒有顯式的內(nèi)存操作(通過指針)的事實使得它很適合于編寫“沙箱程序”。
 最初的虛擬機利用解釋器來把字節(jié)碼指令流轉(zhuǎn)換為機器碼。但是這個過程慢得可怕以致于對于那些關(guān)注性能的程序員來說,從來都沒有吸引力。如今,絕大多數(shù)JVM都利用JIT編譯器,基本編譯成機器碼—在進入類框架的范圍之前和方法體執(zhí)行之前。在它運行前,還有可能將Java程序轉(zhuǎn)換為匯編語言,可以避免啟動時間和即時編譯的內(nèi)存負(fù)擔(dān)。和編譯Visual C++程序相比,這個過程并不需要移去程序?qū)\行時的依賴。Java運行時(這個術(shù)語隱藏在術(shù)語Java虛擬機下之下)將處理程序執(zhí)行的很多至關(guān)重要的方面,比如垃圾收集和安全管理。運行時也被認(rèn)為是受控執(zhí)行環(huán)境。
 盡管術(shù)語有點含糊不清,盡管從不用解釋器,但.NET基本模型也是使用如上所述方式。.NET的重要的改進將來自于IL自身的設(shè)計的改進。Java可以匹敵的唯一方式是修改字節(jié)碼規(guī)范以達到嚴(yán)格的兼容。我不想討論這些改進的細(xì)節(jié),這應(yīng)該留給那些極個別的既了解字節(jié)碼也了解IL碼的開發(fā)人員去討論。99%的象我這樣的開發(fā)人員不打算去研究IL代碼規(guī)范,這兒列出了一些意欲改進字節(jié)碼的IL設(shè)計決策:
l提供更好的類型中立(有助于實現(xiàn)模板);
l提供更好的語言中立;
l執(zhí)行前永遠都編譯成匯編語言,從不解釋;
l能夠向類、方法等加入附加的聲明性信息。參見15.特性;
目前,CLR還提供多操作系統(tǒng)支持,而且在其它領(lǐng)域還提供了對JVM的更好的互用性的支持。參見26.互用性。
25.庫
語言如果沒有庫那它是沒什么用的。C#以沒有核心庫著稱,但它利用了.NET框架的庫(它們中的一些就是用C#創(chuàng)建的)。本文著重于講述C#語言的特別之處,而不是.NET的,那應(yīng)該另文說明。簡單地說,.NET庫包括豐富的線程、集合、XML、ADO+、ASP+、GDI+以及WinForm庫【譯注:現(xiàn)在這些+們多已變成了.NETJ】。有些庫是跨平臺的,有些則是依賴于Windows的,請閱讀下一段關(guān)于平臺支持的討論。
26.互用性
我認(rèn)為把互用性分成三個部份論述是比較合適的:de,,并且對那些追求語言互用性、平臺互用性和標(biāo)準(zhǔn)互用性。Java長于平臺互用性,C#長于語言互用性。而在標(biāo)準(zhǔn)互用性方面,二者都各有長短。
(1)語言互用性
和其它語言集成的能力只存在集成度和難易程度的區(qū)別。JVM和CLR都允許你用多種語言寫代碼,只要它們編譯成字節(jié)碼或IL碼即可。然而,.NET平臺做了大量的工作—不僅僅是能夠把其它語言寫的代碼編譯成IL碼,它還使得多種語言可以自由共享和擴展彼此的庫。例如,Eiffel或Visual Basic程序員可以導(dǎo)入C#類,重載其虛方法;C#對象也可以使用Visual Basic方法(多態(tài))。如果你懷疑的話,VB.NET已經(jīng)被大幅升級,它已具有現(xiàn)代面向?qū)ο筇匦裕ǜ冻隽撕蚔B6兼容性的損失)。
為.NET寫的語言一般插入Visual Studio.NET環(huán)境中,如果需要的話,可以使用同樣的RAD框架。這就克服了使用其它語言是“二等公民”的印象。
C#提供了P/Invoke【譯注:Platform Invocation Service,平臺調(diào)用服務(wù)】,這比Java的JNI和C代碼交互起來要簡單得多(不需要dll)。這個特性很象J/direct,后者是微軟Visual J++的一個特性。
(2)平臺互用性
一般而言,這意味著操作系統(tǒng)互用性。但是在過去的幾年里,internet瀏覽器自身已經(jīng)越來越象個平臺了。
C#代碼運行在一個受控執(zhí)行環(huán)境里。這是使C#能夠運行在不同操作系統(tǒng)上的技術(shù)重要的一步。然而,一些.NET庫是基于Windows的,特別是WinForms庫,它依賴于多如牛毛的Windows API。有個從Windows API移植到Unix系統(tǒng)項目,但目前還沒有啟動,而且微軟也沒有明確的暗示要這么做。
然而,微軟并沒有忽視平臺互用性。.NET庫提供了編寫HTML/DHTML解決方案的擴展能力。對于可以用HTML/DHTML來實現(xiàn)的客戶端來說,C#/.NET是個不錯的選擇。對于跨平臺的需要更為復(fù)雜的客戶界面的項目,Java是個好的選擇。Kylix—Delphi的一個版本,允許同樣的代碼既可以在Windows上也可以在Linux上編譯,或許將來也會成為跨平臺解決方案的一個好的選擇。
(3)標(biāo)準(zhǔn)互用性
幾乎所有標(biāo)準(zhǔn),例如數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、圖形庫、internet協(xié)議和對象通訊標(biāo)準(zhǔn)如COM和CORBA,C#都可以訪問。由于微軟在制訂這些大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)上擁有權(quán)利或發(fā)揮了很大的作用,他們對這些標(biāo)準(zhǔn)的支持就處于一個很有利的位置。他們當(dāng)然會因為商業(yè)上的動機(我沒有說他們是否公正)而提供較少的標(biāo)準(zhǔn)支持—對于和他們競爭的東西—比如CORBA(COM的競爭對手)和OpenGL(DirectX的競爭對手)。類似地,Sun的商業(yè)動機(再一次,我沒有說他們是否公正)意味著Java不會盡其所能地支持微軟的標(biāo)準(zhǔn)。
由于C#對象被實現(xiàn)為.NET對象,因此它自動暴露為COM對象。C#因此就既可以暴露COM對象也可以使用COM對象。這樣,就可以集成COM代碼和C#項目。.NET是一個有能力最終替代COM的框架—但是,已經(jīng)有那么多已部署的COM組件,我相信,不等.NET取代掉COM,它已經(jīng)被下一波技術(shù)所取代了。但無論如何,希望.NET能有一個長久而有趣的歷史!J
27.結(jié)論
 到此為止,我希望已給了你一個C#與Java、C++在概念上的比較。總的來說,比起Java,我相信C#提供了更好的表達力并且更適合編寫對性能有嚴(yán)格要求的代碼,它也同樣具有Java的優(yōu)雅和簡單,這也是它們都比C++更具吸引力之處。