第17章C#语言简介
C#（C Sharp）是微软于2000年提出的一种源于C++、类似于Java的面向对象编程语言，适合于分布式环境中的组件开发。C#是专门为.NET设计的，也是.NET编程的首选语言。
17.1OOP语言
OOP（Object-Oriented Programming，面向对象编程）是目前主流的编程技术，本节介绍其中最重要的C++、Java和C#，重点是它们三者之间的关系与对比。
17.1.1OOP概述
程序设计语言，在思想上发展很快，在技术上也是不断创新。经历了手工操作（控制面板）、机器语言、汇编语言、宏汇编语言、高级语言和第4代语言等多个阶段。OOP只是在高级程序设计语言中，流行的多种编程技术之一。
1．基本特征
面向对象编程的三个基本特征是：
●封装（encapsulation）——是对问题的抽象，以达到信息隐藏的目的。通过类和对
象，将属性（数据/变量）和方法（操作/函数）封装在一个黑箱内，将细节隐藏起
来。既可以保护数据不被他人恶意或大意地修改，又能防止其他程序员编写高耦合
度的代码，还方便了今后对对象内部的修改和升级。
●继承（inheritance）——利用问题和事物的相似性，通过类的（多层）继承机制，
可以达到减少软件开发难度和重用已有对象的属性和方法之目的。
●多态（polymorphism）——同一操作或响应，可以同时针对多个可选的类型和对
象，并且能够自动在它们中间选择最合适的来进行。多态可以分为：
⏹编译时多态：包括函数和运算符的重载（overload），通过早期的静态绑定
（binding）来实现。
⏹运行时多态：通过继承结合晚期动态绑定来实现——用同一基类的指针，可以
访问各个不同派生类中的同名方法和函数。
2．基本概念
面向对象编程的基本概念（类似的概念多、表达不够准确、各处的用法各异）：
●抽象（abstraction）——一个问题的本质特征。忽略一个对象的细节，致力于一般
的合适级别的程序能力。抽象是在事物的周围绘制透明的盒子，是定义事物接口的行为。
●信息隐藏（information hiding）——限制外部对类属性（数据成员）的访问。
●封装（encapsulation）——将某种保密和隐匿应用到类中的数据和一些方法（函数
或子例程）上。封装确保一个对象只能通过确定的渠道（即类的公用方法）才可被修改。封装意味着将数据及相关函数打包到一个单一的单元（类）中。每个对象暴露一个接口（公用方法），规定其他对象可以如何读取或修改它。
●类（class）——问题的抽象，对象的模版，接口的实现。例如int是整数的模版、
CPoint是点的模版。
●对象（object）——问题中的事物，类的实例（变量），拥有数据和功能。若int i;
CPoint p；则i是int的实例变量，p是CPoint的实例对象。
●实例（instance）——一个对象，是某个类的示例。
●实例化（intantiate）——由类定义创建对象。
●继承（inheritance）——创建子类的机制，一种“is a”或“is like”关系，形成类
层次结构。是OOP中对象重用的核心概念。
●子类（subclass）——继承自另一个类的派生类（derived class）。
●超类（superclass父类）——被另一个类继承的基类（base class）。
●虚函数（virtual function）——可以在子类中被覆盖（override）的函数。
●纯虚函数（pure virtual function）——只有声明没有定义的函数，必须在派生类中
被覆盖。
●抽象类（abstract class）——至少包含一个纯虚函数的类，不能被实例化。
●具体类（concrete class）——可以实例化的类，不包含纯虚函数。
●接口（interface）——纯抽象的类，类的模版。接口中的所有的方法（成员函数）
都只有声明，没有定义（都是纯虚函数）。必须在接口的派生类中，实现接口的全
部方法。接口可以看成是一个，定义了一套内部行为的，若干操作特征标记的集合。
（在C++中，也把类的公用成员函数叫做接口）。
●属性（attribute）——类和接口中的数据信息，又叫数据成员（data member）或成
员变量（member variable）。属性是类知道的事物。
●方法（method）——类操作的实现，又叫成员函数（member function）。方法是类
要做的事情。（在C++中，也把虚函数叫做方法）。
●重载（overload）——一个类中的，参数的数目、类型或排列顺序不同的多个同名
方法（成员函数）。
●覆盖（override）——在子类中重新定义（与父类中的定义有区别的）属性和方法。
●持久化（persistence）——将对象存入永久存储中（如文件、数据库等）。
●持久对象（persistent object）——存入永久存储的对象。
3．简史
计算机科学中，对象的概念和实例，最早于1960年出现在MIT的PDP-1中，1963年Ivan Sutherland在其博士论文中所编写的计算机程序Sketchpad中应用了对象技术。
但是，作为一种程序设计方法，OOP最早出现在1967年，由挪威计算中心的Ole-Johan Dahl和Kristen Nygaard，在他们发明的Simula67语言中首先引入的。Simula语言是在Algol60基础上，加入了对象、类和继承等概念后开发出来的，它在OOP的历史中占有重要地位。
Smalltalk是1970年代，由美国施乐（Xerox）公司PARC（Palo Alto Research Center帕洛阿尔托研究中心）的Alan Kay、Dan Ingalls、Ted Kaehler和Adele Goldberg等人，开发的一种面向对象和动态类型的交互式程序设计语言。它受到了Sketchpad和Simula的影响，但是Smalltalk被设计成一个全动态系统的纯OOP，程序的所有成分都是对象（但是，为了提高运行效率，C++/Java/C#中的基本数据类型都不是对象），对象可以被动态地创建、修改和销毁。在Smalltalk中还创造出词汇“'inheritance（继承）”和“O
bject-oriented programming （面向对象的程序设计）”。
使OOP走向辉煌的是1985年发明的C++，随着GUI（Graphical User Interfaces，图形用户界面）的流行，C++的地位更加巩固。但是，因特网的发展和万维网的流行，又催生了另一个重要的OOP语言——Java（1995年）。为了与Sun公司的Java竞争，微软公司也推出了一种用于.NET组件编程环境的新OOP语言——C#（2000）。
4．语言谱系图
C 语言系列的发展简图如图17-1所示。C 语言是专门为编写操作系统而发明的，是一种面向系统编程的中级语言。C++是带类的C ，是为面向对象编程而设计的。Java 最初是为嵌入式设备创建的，后来改造成适用于跨平台的网络编程。C#则是专门为面向组件编程的.NET 而设计的一种源于C++、类似于Java 的OOP 语言。
C
(Dennis Ritchie 1972)
C++
(Bjarne Stroustrup 1985)
C#
(Anders Hejlsberg 2000)
Java
(James Gosling 1995)
面向系统编程
面向对象编程面向网路编程
面向组件编程
图17-1C 语言系列
图17-2给出了可用于.NET 编程的主要高级语言（包括C#、VB 、C++/CLI 、J#和F#等）的发展脉络。
17.1.2C++
C++是第一个广泛流行的OOP 语言，C++是在C
语言的基础上，添加了面向对象和泛型编程的功能后，扩展而成的。C 语言是C++的子集，C++是C 语言的超集。
1．C
C 语言是为编写操作系统而创建的一门高级语言，语法简洁、表达自由、库函数丰富，具有强大的功能和极大的灵活性，适用于高效的系统编程。
1）起源
basic语言属于高级语言1970年，AT&T 贝尔实验室的美国计算机科学家Ken Thompson 和Dennis Ritchie 等人在DEC 公司的PDP-7小型机上开发出了Unix 操作系统，最初的实现是用汇编语言写成的。
Ken Thompson (左)与Dennis Ritchie
为了使Unix操作系统具有可移植性，迫切需要一种高级语言工具。为此，Dennis Ritchie 以B语言为基础，参考了Algol68，于1972年设计出了C语言。1973年他们用C语言重写了Unix，1975年又利用C语言将Unix移植到了PDP-11上。
Fortran
(IBM/John Bacus1957)
Algol60
(Peter Naur1960)
CPL
(MIT1963)
BCPL
(Martin Richards1967)
C
(Dennis Ritchie1972)
C++
(Bjarne Stroustrup1985)
Java
(Sun/James Gosling1995)
C#
(Microsoft/Anders Hejlsberg2000)
Managed C++
(Microsoft2002)
C++/CLI
(Microsoft/Stanley
B.Lippman2005)
Simula67
(Ole-Johan Dahl&
Kristen Nygaard1967)
Smalltalk
(Alan Kay等1972)
B
(Ken Thompson1970)
Pascal
(Niklaus Wirth1970)
Object Pascal
(Niklaus Wirth&
Larry Tesler1985)
Delphi
(Borland/Anders
Hejlsberg1995)
Basic
(John Kemeny&
Thomas Kurtz1964)
Visual Basic
(Microsoft/Alan
Cooper1991)
Visual Basic.NET
(Microsoft/Paul
Vick2002)
Visual J# (Microsoft2003)
.NET/CLI (Microsoft/Anders Hejlsberg2000)
Visual J++ (Microsoft/Anders Hejlsberg1998)
ISWIM
(Peter J.Landin1966)
ML
(Robin Milner等1973)
Caml
(Gérard Huet等1985)
OCaml
(Xavier Leroy等1996)
F#
(Microsoft/Don
Syme2002)图17-2主要编程语言工具的发展
2）特点
C语言是一种可移植的系统语言，拥有充分的控制语句和数据结构功能，包含丰富的操作符，从而能够提供强大的表达能力，可以用于许多不同的应用领域。但是，C语言并不是面向科学家和计算机业余爱好者的，而是专门为程序员设计的。

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