由C++转向C#需要注意的问题(1)

C#是建立在C++的语法和语义的，可以让C语言编程人员利用.NET和通用语言运行库带来的便利。尽管从C++转向C#是相对容易的，但仍然有些地方值得我们注意。

本文将重点讨论由C++转向C#时最大的变化：由不可管理的环境向可管理的环境的变化。此外，还会提出一些C#编程人员容易犯的错误供大家参考，并将说明一些C#语言的能够影响编程的新功能。 

转向可管理的环境

C++的设计目标是低级的、与平台无关的面向对象编程语言，C#则是一种高级的面向组件的编程语言。向可管理环境的转变意味着你编程方式思考的重大转变，C#不再处理细微的控制，而是让架构帮助你处理这些重要的问题。例如，在C++中，我们就可以使用new在栈中、堆中、甚至是内存中的某一特定位置创建一个对象。 

在.NET的可管理环境中，我们再不用进行那样细微的控制了。在选择了要创建的类型后，它的位置就是固定的了。简单类型（ints、double和long）的对象总是被创建在栈中（除非它们是被包含在其他的对象中），类总是被创建在堆中。我们无法控制对象是创建在堆中哪个位置的，也没有办法得到这个地址，不能将对象放置在内存中的某一特定位置。（当然也有突破这些限制的方法，但那是很另类的方法。）我们再也不能控制对象的生存周期，C#没有destructor。碎片收集程序会将对象所占用的内存进行回收，但这是非显性地进行的。 

正是C#的这种结构反映了其基础架构，其中没有多重继承和模板，因为在一个可管理的碎片收集环境中，多重继承是很难高效地实现的。 

C#中的简单类型仅仅是对通用语言运行库（CLR）中类型的简单映射，例如，C#中的int是对System.Int32的映射。C#中的数据类型不是由语言本身决定的，而是由CLR决定的。事实上，如果仍然想在C#中使用在VisualBasic中创建的对象，就必须使自己的编程习惯更符合CLR的规定。 

另一方面，可管理的环境和CLR也给我们带来了好处。除了碎片收集和所有.NET语言中统一的数据类型外，它还提供给我们一个功能强大的面向组件的编程语言，无须对后期绑定提供特别的支持，类型发现和后期绑定都是被内置在语言中的。属性是C#语言中的第一类的成员，事件和代理也是。 

可管理环境最主要的优点是.NETFramework。尽管在所有的.NET语文中都可以使用这种框架，但C#可以更好地使用.NET框架中丰富的类、接口和对象。

Traps

C#看起来与C++非常相似，这使得我们在由C++转向C#时比较轻松，但其中也有一些容易出错的地方。在C++中编写得非常漂亮的代码，在C#中会不能通过编译，甚至会出现意想不到的结果。C#与C++之间在语法上的变化并不大，编译器能够发现这二者之间大部分的差异，我在这里就不再多费笔墨了，在这里我介绍几个容易出问题的比较重要的变化：

引用类型和值类型

在C#中，值类型和引用类型数据是有区别的。简单类型（int、long、double等）和结构属于值类型数据，类和对象属于引用类型数据。除非是包含在引用类型的变量中，与在C++中一样，值类型变量的值存储在栈中。引用类型的变量也存储在栈中，但它的值是一个存储在堆中的对象的地址，这一点也与C++类似。值类型变量是将自己的值传递给方法，而引用类型变量则将自己的指针传递给方法。 

结构

C#中的结构与C++中有非常明显的区别。在C++中，结构更象是类，除了缺省的继承外，其缺省的访问权限是public而不是private。在C#中，结构与类截然不同，它是用来封装轻型对象的，是值类型的数据类型，在传递时传送的是变量的值，而不是其地址。此外，它们也有一些不适用于类的限制，例如，它是不能继承的，也没有除System.ValueType之外的基本类。结构还不能定义一个缺省的constructor。 

另一方面，由于结构比类的效率要高，因此它非常适合于创建轻型对象。因此，如果它的缺点对你的软件没有影响，使用结构比使用类效率要高得多，尤其是对于小对象而言。

所有的一切都是对象

在C#中，所有的东西都是由继承Object得到的，包括创建的类和int、structs等值类型的变量。Object类提供了一些有用的方法，例如ToString，使用ToString的一个例子是与System.Console.WriteLine一起使用，它可以接受一个字符串和许多对象。与使用printf语句不同，要使用WriteLine，需要提供代换变量。假设myEmployee是用户定义的Employee类的一个实例，myCounter是用户定义的Counter类的一个实例： 

Console.WriteLine("Theemployee:{0},thecountervalue:{1}",

myEmployee,myCounter); 

其中的WriteLine会调用每个对象的Object.ToString方法，替换作为参数返回的变量。如果Employee类不覆盖ToString，就会调用缺省的实现（由System.Object继承得到的），它将把类的名字作为一个字符串返回。Counter会覆盖ToString，返回一个整型的变量，因此，上面代码的输出为： 

Theemployee:Employee,thecountervalue:12 

如果向WriteLine传递一个整型变量会发生什么情况呢？由于不能对整型变量调用ToString，编译器将自动将整型变量封装在一个对象的实例中。当WriteLine调用ToString时，对象就会返回表示整型变量值的字符串。下面的代码就说明了这个问题： 

类的使用

usingSystem;

//不覆盖ToString的类

publicclassEmployee

{

}

//覆盖了ToString的类

publicclassCounter

{

privateinttheVal;

publicCounter(inttheVal)

{

this.theVal=theVal;

}

publicoverridestringToString()

{

Console.WriteLine("CallingCounter.ToString()");

returntheVal.ToString();

}

}

publicclassTester

{

publicstaticvoidMain()

{

//创建类的实例

Testert=newTester();

//调用非静态成员

//(mustbethroughaninstance)

t.Run();

}

//演示调用ToString的非静态方法

publicvoidRun()

{

EmployeemyEmployee=newEmployee();

CountermyCounter=newCounter(12);

Console.WriteLine("Theemployee:{0},thecountervalue:{1}",

myEmployee,myCounter);

intmyInt=5;

Console.WriteLine("Herearetwointegers:{0}and{1}",17,myInt);

}

}

引用型参数和输出型参数

与C++中相同，C#中的方法也只能有一个返回值。在C++中，我们通过将指针或索引作为参数而克服了这个限制，被调用的方法改变其中的参数，调用方法就可以得到新的值了。 

向方法中传递一个索引作为参数时，只能严格地按传递索引或指针所能够提供的方式访问原来的对象。对于值类型变量而言，就不能采用这种方法了。如果要通过引用型参数传递值型变量，就需要在其前面加上ref关健字。如下所示： 

publicvoidGetStats(refintage,refintID,refintyearsServed) 

需要注意的是，既需要在方法的定义中使用ref关健字，也需要在对方法的实际调用中使用ref关健字。 

Fred.GetStats(refage,refID,refyearsServed); 

现在，我们可以在调用方法中定义age、ID和yearsServed变量，并将它们传递给GetStats，得到改变后的值。 

C#要求明确的赋值，也就是说，在调用GetStats方法之前，必须对age、ID和yearsServed这三个局部变量进行初始化，这一工作似乎有点多余，因为我们仅仅使用它们从GetStats中得到新的变量的值。为了解决这一问题，C#提供了out关健字，表示我们可以向方法中传递没有被初始化的变量，这些变量将通过引用变量的方式进行传递： 

publicvoidGetStats(outintage,outintID,outintyearsServed) 

当然了，调用方法也必须作出相应的变化： 

Fred.GetStats(outage,outID,outyearsServed); 

New的调用

在C++中，new关健字可以在堆上生成一个对象。在C#中却不是这样。对于引用类型变量而言，new关健字在堆上生成一个对象；对于结构等值类型变量而言，new关健字在栈中生成一个对象，并需要调用constructor。 

事实上，我们可以不使用new关健字而在栈上生成一个结构类型的变量，但这时需要注意的是，New关健字能够初始化对象。如果不使用new，则在使用前必须手工地对结构中的所有成员进行初始化，否则在编译时会出错。 

对象的初始化 

usingSystem;//有二个成员变量和一个构造器的简单结构

publicstructPoint

{

publicPoint(intx,inty)

{

this.x=x;

this.y=y;

}

publicintx;

publicinty;

}

publicclassTester

{

publicstaticvoidMain()

{

Testert=newTester();

t.Run();

}

publicvoidRun()

{

Pointp1=newPoint(5,12);

SomeMethod(p1);//fine

Pointp2;//不调用new而直接创建

//编译器编译到这里时会出错，因为p2的成员变量没有被初始化

//SomeMethod(p2);

//手工对它们进行初始化

p2.x=1;

p2.y=2;

SomeMethod(p2);

}

//一个可以接受Point作为参数的方法

privatevoidSomeMethod(Pointp)

{

Console.WriteLine("Pointat{0}x{1}",

p.x,p.y);

}

}

属性

大多数的C++编程人员都希望使成员变量的属性为private，这种隐藏数据的想法促进了数据封装概念的出现，使我们能够在不改变用户依赖的接口的情况下而改变类的实现。通常情况下，我们只希望客户获取或设置这些成员变量的值。因此，C++编程人员开发出了用来存取private成员变量的存取器。 

在C#中，属性是类的第一级成员。对于客户而言，属性看起来象一个成员变量。对于类的实现者而言，它看起来更象是方法。这种设计很巧妙，既可以实现数据的隐藏和封装，又可以使客户很方便地访问成员变量。 

我们可以在Employee类中添加一个Age属性，使客户可以很方便地获取和设置员工年龄这个类的成员： 

publicintAge

{

get

{

returnage;

}

set

{

age=value;

}

} 

关健字value可以被属性隐性地使用。如果编写如下的代码： 

Fred.Age=17; 

编译器将会把值17传递给value。 

通过只采用Get而不采用Set，我们可以为YearsServed创建一个只读的属性： 

publicintYearsServed

{

get

{

returnyearsServed;

}

}Accessors的使用

privatevoidRun()

{

EmployeeFred=newEmployee(25,101,7);

Console.WriteLine("Fred''sage:{0}",

Fred.Age);

Fred.Age=55;

Console.WriteLine("Fred''sage:{0}",

Fred.Age);

Console.WriteLine("Fred''sservice:{0}",

Fred.YearsServed);

//Fred.YearsServed=12;//是不被允许的

}

我们可以通过属性获取Fred的年龄，也可以使用这一属性设置年龄。我们虽然可以访问YearsServed属性获得它的值，但不能设置值。如果没有注释掉最后一行的代码，在编译时就会出错。 

如果以后决定从数据库中获取Employee的年龄，我们就只需要改变存取器的实现，而客户不会受到任何影响。