第1章C# 簡介

本章主要了解什么是 .NET Framework、什么是C#，并簡要介紹Visual Studio 2008和如何學習C#語言。

1.1 什么是.NET Framework

介紹C#之前，必須了解C#運行的環境.NET Framework。

在Windows之前的時代，DOS或者UNIX，都只是提供普通的函數編程接口，所有應用程序都直接調用操作系統的函數接口。Windows剛剛發布的時候，也是通過Windows API提供系統函數調用，當時編寫Windows應用程序時也需要緊密研究Windows API。

但這種軟件開發的方法屬于面向過程的結構化程序設計方式，伴隨面向對象程序設計開發技術的成熟，在Windows API上提供一套面向對象程序設計類庫，使得編寫Windows應用程序變得更為簡單。

一時間，Windows上的開發工具，Visual Basic、Visual C++、Delphi、Visual FoxPro、PowerBuilder等都各自提供了一套開發庫。雖然這些開發庫大大簡化了應用程序的編寫，我們只需要拖放控件即可實現應用程序的界面設計，但這些開發庫各自成為一個體系，相互之間差異頗大，各有特長，應用程序設計人員在開發不同的應用程序時，需要使用不同的開發工具，這就需要重新學習一套庫的使用，既浪費時間，也使得項目開發的進度變慢。

如圖1-1所示，聰明的工程師們便想到，吸收這些控件庫的優點，開發出一套中間庫，讓所有的開發語言都調用一套相同的庫，各種開發語言都使用統一的開發庫，這樣可以簡化開發語言的設計和應用程序的編寫。這就是 .NET Framework這套面向對象應用程序庫開發的最初目的。

同時，這套庫屏蔽了應用程序和操作系統之間的直接連接，操作系統可以根據自己的需要進化，變得更加穩定、強壯和安全，這樣操作系統的開發也可以從這套庫的運行中得益。

并且，在開發這套 .NET Framework時充分考慮到未來發展的需要，只要新出現一種開發模式，便在庫中添加新的應用程序開發模式即可。這幾年，Web網站成為一個火熱的新課題，人們就可以輕松地通過ASP.NET運行庫，編寫差不多的網絡類應用程序。這使得人們發現，伴隨 .NET Framework而生的C#語言，既能編寫控制臺應用，又能編寫Windows應用，還能編寫ASP.NET網站類應用，幾乎是一種全能語言。學習好了C#，就可以輕松進入各個領域，這大大減輕了程序員的學習難度，提升了他們的技能空間。

所以，吸收了多種開發語言優點的C#，以非常快的速度普及了。

1.2 什么是C#

21世紀初，Microsoft推出了新一代程序開發環境Visual Studio.NET。為了配合 .NET應用程序的開發，促進 .NET戰略的發展，Microsoft同時推出了該環境下的主要編程語言C#（讀作C Sharp）。C#語言是針對 .NET框架平臺開發的一種新型編程語言，完全建立在.NET框架平臺基礎之上。Microsoft宣稱，C#是開發.NET框架應用程序的最好語言。

1.2.1 C#概述

C#是Visual Studio.NET中包含的一種全新的開發語言。它從C/C++語言發展而來，具有與C/C++語言相似的語法，繼承和發揚了C/C++語言的優點。同時，由于是Microsoft公司的產品，它又同Visual Basic一樣簡單，在創建圖形用戶界面和事件驅動的應用程序方面的容易程度可以媲美Visual Basic。對于Web開發而言，C#又像Java/C++語言一樣，具有強大的功能和靈活性，使用起來更加方便和直觀。

C#語言雖然從C/C++語言發展而來，但是它摒棄了C/C++語言中容易出錯的指針、多重繼承等概念，是一種完全面向對象、類型安全的語言，與使用新的.NET框架的其他許多語言兼容，允許與具有C/C++語言風格的需要傳遞指針類型參數的API進行交互操作，允許C#語言組件與其他語言組件間的交互操作。C#是一種完全建立在.NET框架平臺之上的高級語言，其所有類型都是從 .NET Framework提供的統一類庫中派生的，并且所有的功能實現都依賴于這個類庫。C#中沒有多重繼承并且沒有模塊類。C#中的簡單類型僅僅是底層數據類型的直接映射。C#中的類型不是由語言本身確定的，而是由公共類型系統確定的。例如，在C#中，枚舉、屬性和事件都已內建到語言中，雖然所有面向 .NET Framework的語言都可以使用該框架，但C#是完全針對這個框架的，它可以充分使用這個框架所提供的類、接口和對象。

1.2.2 C#的主要功能

C#是一種最新的、面向對象的編程語言，使得程序員可以快速地編寫各種基于Microsoft .NET平臺的應用程序，Microsoft .NET提供了一系列的工具和服務，來最大程度地開發利用計算與通信領域。正是由于C#面向對象的卓越設計，使它成為構建各類組件的理想之選——無論是高級的商業對象還是系統級的應用程序。

C#的功能主要表現在以下幾方面：

⊙ 設計Windows應用程序。

⊙ 自定義Windows控制庫。

⊙ 設計控制臺應用程序。

⊙ 設計智能設備應用程序。

⊙ 設計ASP.NET Web應用程序。

⊙ 設計ASP.NET Web服務。

⊙ 設計ASP.NET移動Web應用程序。

⊙ 自定義Web控件庫。

ASP.NET正是以C#為基礎所開發出來的控件、標記。在中間語言的領域里，C#是最具親和力的一種語言，它擁有C語言和Java語言的主要特點，同時擁有功能強大的函數庫和方便的模板等，是目前最理想的語言之一。

1.2.3 C#的主要特點

C#語言幾乎綜合了目前高級語言的優點，具有以下主要特點。

（1）簡潔的語法

C#語言與Java語言一樣，使用了統一的操作符，淘汰了C++語言中復雜的表達式和偽關鍵字，使用最簡單、最常見的形式進行描述。

（2）卓越的面向對象設計

C#語言完全按照面向對象的思想來設計，因此具有面向對象所應具有的一切特性，即：封裝性、繼承性和多態性。

C#語言只允許單繼承，即一個類不會有多個基類，從而避免了類型定義的混亂。在C#語言中，每種類型都是一個對象，因此不存在全局函數、全局變量和全局常數等概念。所有常量、變量、屬性、方法、索引和事件等都必須封裝在類中，從而使代碼具有更好的可讀性，也減少了發生命名沖突的可能。

（3）與Web的緊密結合

在C#中，對于復雜的Web編程和其他網絡編程更像是對本地對象進行操作，從而簡化了大規模、深層次的分布式開發。用C#語言構建的組件能夠方便地為Web服務，并可以通過Internet被運行在任何操作系統上的任何語言所調用。

（4）完全的安全性和錯誤處理

語言的安全性和錯誤處理能力是衡量一種語言是否優秀的重要依據。C#語言可以消除許多軟件開發中的常見錯誤，并提供了包括類型安全在內的完整的安全性能。

在默認情況下，從Internet和Intranet下載的代碼都不允許訪問任何本地文件和資源；C#語言不允許使用未初始化的變量，并提供了便捷檢查和溢出檢查等功能。內存管理中的垃圾回收機制大大減輕了開發人員對內存管理的負擔。

（5）版本處理技術

C#語言內置了版本控制功能，如對函數重載和借口的處理方式以及特性支持等，從而保證方便地開發和升級復雜的軟件。

（6）靈活性和兼容性

在托管狀態下，C#語言不能使用指針，而是用委托（Delegate）來模擬指針的功能。如果確實需要在類或者類的方法中使用指針，只需要聲明這些內容為非安全即可。另外，雖然C#語言不支持類的多繼承，但是可以通過繼承接口來實現多繼承。

兼容性是指C#語言允許與具有C/C++語言風格的需要傳遞指針類型參數的API進行交互操作，允許C#語言組件與其他語言組件間的交互操作。

（7）商業過程和軟件實現的更好對應

企業的商業計劃要付諸現實，必須在抽象的商業過程和實際的軟件實現之間建立緊密地對應。大多數語言都很難做到這點。

C#語言允許類型定義的、擴展的元數據。這些元數據可以應用于任何對象。項目構建者可以定義領域特有的屬性并把他們應用于任何語言元素，如類、接口等。

總之，C#是一種現代的面向對象語言，使程序員可以快速、便捷地創建基于Microsoft .NET平臺的解決方案。這種框架使C#組件可以方便地轉化為XML網絡服務，從而使任何平臺的應用程序都可以通過Internet調用它。C#增強了開發者的效率，同時也致力于消除編程中可能導致嚴重結果的錯誤。C#使C/C++程序員可以快速進行網絡開發，同時也保持了開發者所需要的強大性和靈活性。

1.3 Visual Studio 2008簡介

Visual Studio 2008是一套完整的開發工具集，其中的C#是使用最廣泛的開發語言，用于開發ASP.NET Web應用程序、XML Web Services、桌面應用程序和移動應用程序。Visual Basic、Visual C++、Visual C#和Visual J#都使用相同的集成開發環境（Integrated Development Environment，IDE），方便用戶快速有效地建立應用程序。

1.3.1 環境要求

Visual Studio 2008是一個比較龐大的系統軟件，它對計算機的要求較高。下面給出了安裝和運行Visual Studio 2008的系統需求。

⊙ 處理器：配備1.6 GHz或速度更快的處理器。

⊙ 內存：384 MB或更大內存（Windows Vista至少需要768 MB）。

⊙ 硬盤空間：完全安裝Visual Studio 2008大致需要4 GB的硬盤空間，再加上用戶開發的項目文件占用的空間，最小需要5 GB以上的硬盤空間。

⊙ 顯示設備：1024×768及以上的分辨率，16位顏色。

⊙ 光驅：在安裝Visual Studio 2008時，DVD光驅是必需的。如果需要的所有組件都已安裝在硬盤上，在開發過程中可以不再使用光驅。

⊙ 操作系統：建議使用Windows XP或更新版本的操作系統。

1.3.2 安裝步驟

下面主要介紹在Windows Vista操作系統下安裝Visual Studio 2008的步驟。在其他操作系統中安裝Visual Studio.NET的過程大致相同。

（1）將Visual Studio 2008的安裝光盤放入DVD光驅，自動出現如圖1-2所示的界面。選擇第1項“安裝Visual Studio 2008”，安裝程序將對Windows組件進行更新。因為將要安裝的Visual Studio 2008的組件與原有的Windows組件不匹配，系統要求進行更新，以便進行Windows的升級工作。

（2）組件安裝過程如圖1-3所示。當升級完畢，單擊“下一步”按鈕，進行Visual Studio 2008的安裝。

（3）單擊“Visual Studio 2008”，出現如圖1-4所示的界面。在指定的文本框中輸入產品的密鑰（Product Key），即本軟件的使用密碼，用戶可以從軟件商提供的資料中找到。

（4）選中“我已閱讀并接受許可條款”復選框，單擊“下一步”按鈕，進入下一界面，如圖1-5所示。在這里，可以通過“自定義”模式選擇需要安裝的項目。如果硬盤空間有限，可以不安裝MSDN Documentation。如果硬盤空間足夠大，建議用戶完全安裝。在該界面中，安裝程序允許選擇安裝路徑，Visual Studio 2008默認的安裝路徑是“C:\Program Files\Microsoft Visual Studio 9.0\”。

（5）設置完畢，單擊“安裝”按鈕，開始安裝，如圖1-6所示。

（6）安裝完成后，可選擇重新啟動計算機，安裝結束。

1.3.3 Visual Studio 2008新功能介紹

Visual Studio 2008比早期版本新增了許多功能，下面進行簡要介紹。

（1）設置遷移

如果在同一臺計算機上安裝了Visual Studio 2005和Visual Studio 2008，在首次啟動Visual Studio 2008時，可以遷移Visual Studio 2005中的大多數設置。

（2）社區組件

在使用Visual Studio 2008創作社區組件時，可以通過對ContentVersion元素使用新值來指定安裝組件是為了與Visual Studio 2008一起使用，還是與Visual Studio 2005和Visual Studio 2008一起使用。

（3）類設計器對Visual C++代碼的支持

在早期版本的Visual Studio中，類設計器僅支持托管語言（Visual C#和Visual Basic）。在Visual Studio 2008中，類設計器添加了對本機C++代碼的有限支持，可用于可視化和文檔。

（4）窗口管理和常規用戶元素

若干用戶界面（UI）元素已更新。這些功能包括：

⊙ IDE導航器：改進后的界面使在各項之間進行切換更輕松。

⊙ 對窗口停靠目標經過了改進，使停靠工具窗口更輕松。

⊙ 通用對話框：Visual Studio 2008使用Windows標準對話框，而不是自定義對話框，使導航體驗與Windows中的導航體驗更加一致。

⊙ 提供了新選項“環境字體”。

（5）項目設計器對Windows Presentation Foundation（WPF）應用程序的支持

Windows Presentation Foundation（WPF）應用程序已經添加到Visual Studio 2008中。有以下4種WPF項目類型：WPF應用程序（.xaml和.exe），WPF瀏覽器應用程序（.exe和.xbap），WPF自定義控件庫（.dll），WPF用戶控件庫（.dll）。

如果在IDE中加載了WPF項目，可以通過項目設計器頁的用戶界面指定特定于WPF應用程序的屬性。

（6）項目設計器多目標支持

通過使用多目標功能，可以使代碼面向特定的.NET Framework版本：① .NET Framework 2.0，隨Visual Studio 2005提供；② .NET Framework 3.0，隨Windows Vista提供；③ .NET Framework 3.5，隨Visual Studio 2008提供。

（7）WPF設計器

通過使用WPF設計器，可以在IDE中創建WPF應用程序和自定義控件。WPF設計器不僅具有XAML實時編輯功能，還可以改善用戶的圖形設計時體驗。

以下功能是WPF設計器的新增功能：

⊙ 使用SplitView，可以調整圖形設計器中的對象并立即查看對基礎XAML代碼所做的更改；同樣，對XAML代碼所做的更改將立即反映在圖形設計器中。

⊙ “文檔大綱”窗口允許查看XAML并在其中移動，而且所做的選擇在設計器、文檔大綱、XAML編輯器和“屬性”窗口之間完全同步。

⊙ XAML編輯器中的IntelliSense實現了快速代碼錄入。IntelliSense現在支持已定義的類型。

⊙ 可以在設計器中向網格添加網格線，以便輕松地根據網格放置控件。

⊙ 通過使用對齊線，可輕松地將控件與文本對齊。

⊙ 設計器支持加載已定義的類型，包括自定義控件和用戶控件。

⊙ 可以取消加載大型XAML文件。

⊙ 設計器擴展性支持設計模式和屬性編輯器。

（8）語言集成查詢（LINQ）

語言集成查詢（LINQ）是Visual Studio 2008中的一組新功能，可以將強大的查詢功能擴展到C#和Visual Basic的語法中。LINQ引入了標準的、易于學習的查詢和轉換數據模式，并且可以進行擴展，以便潛在支持任何類型的數據源。Visual Studio 2008包括LINQ提供程序的程序集，借助這些程序集，可以啟用.NET Framework集合（LINQ to Objects）、SQL數據庫（LINQ to SQL）、ADO.NET數據集（LINQ to ADO.NET）和XML文檔（LINQ to XML）的語言集成查詢。

（9）新報表項目

Visual Studio 2008包括用于創建報表應用程序的兩個新項目模板。在“新建項目”對話框中有“報表應用程序”模板，在“新建網站”對話框中有“ASP.NET報表網站”模板。當創建新的“報表應用程序”項目時，Visual Studio將提供一個報表（.rdlc）和一個窗體（.vb/.cs），并將ReportViewer控件綁定到報表上。對于ASP.NET報表網站項目，Visual Studio將創建一個網站，該網站包含一個報表（.rdlc）、默認的ASP.NET頁（.aspx）（ReportViewer控件已綁定到報表）以及Web配置文件（.config）。

創建報表項目時，將啟動新報表向導。然后，可以使用該向導生成報表，或者可以關閉向導并手動生成報表。

（10）報表向導

Visual Studio 2008引入了一個報表向導，該向導將指導完成創建基本報表的步驟。用戶可選擇報表數據源、定義數據集、選擇報表類型（表格或矩陣格式）以及報表應用樣式。在完成向導之后，可以使用報表設計器來增強報表。

創建新報表應用程序項目或ASP.NET報表網站時，將自動啟動報表向導。

1.4 如何學習C#語言

C#語言自C/C++演變而來，但是它更具有現代、簡單、完全面向對象和類型安全等特點。它簡化和現代化了C++在類、名字空間、方法重載和異常處理等領域，摒棄了C++的復雜性，更易用，更少出錯。C#語言包括底層的 .NET類庫，還包括封裝在Visual Studio 2008開發工具中的一些組件，為學習者更快地開發應用程序提供了很好的幫助。那么，如何更好地學習C#呢？

① 了解C#的相關概念，如 .NET框架和C#語言的關系、C#與C++的異同之處。

② 認識C#的開發環境。幾乎所有的開發人員都知道Microsoft的開發工具Visual Studio系列，如Visual Studio 2008是一套完整的開發工具集，用于開發ASP.NET Web應用程序、XML Web Services、桌面應用程序和移動應用程序。Visual Basic、Visual C++、Visual C#和Visual J#使用相同的集成開發環境（Integrated Development Environment，IDE），方便用戶快速、有效地建立應用程序。

③ 熟練掌握基礎語法知識，如基本符號、基本元素、語句和函數等。

④ 掌握面向對象的程序設計方法，如對象、類、繼承性、封裝性、多態性和消息傳遞等。

⑤ 掌握數據結構和常用算法，如標準數據類型和高級數據類型、遞歸算法、迭代算法、窮舉算法和貪婪算法等。

⑥ 模仿教材實例，親自動手完成各種類型應用程序的編寫。上機實踐是學好任何一門編程語言最好的方法。

⑦ 充分利用網絡資源，開闊視野，擴充知識面，以提高自身的編程效率，達到熟練運用C#語言開發出高質量應用程序的目標。

1.5 小結

本章主要介紹了Microsoft .NET平臺各主要部分的功能、.NET框架的概念和C#語言的主要功能及特點，并介紹了最新C#語言版本的功能、Visual Studio 2008的系統需求及安裝過程，還介紹了Visual Studio 2008的新增功能；同時，針對如何學習C#語言，提供了幾點學習建議。通過本章的學習，讀者可了解什么是.NET框架，什么是C#語言以及Visual Studio 2008的主要功能，為學習C#語言打下基礎。

練習 1

一、選擇題

1.C#語言主要面向____開發環境進行編程。

A.DOS

B..NET

C.Windows

2..NET開發的語言無關性依賴于其運行庫的執行環境，稱為____運行庫。

A.CLR

B.JIT

C.COM

D.Linux

D.C#

3.下面關于C#語言的說法中，不正確的是____。

A.C#語言完全支持面向對象編程

B.C#從C/C++發展而來，但更具優勢，如開發Web應用程序和NT服務等

C.C#語法簡單，編程靈活，但功能有限，不適合開發Windows應用程序

D.C#擁有對 .NET基類庫的完全訪問權，并易于訪問Windows API

二、填空題

4..NET Framework的另一個主要組件是類庫，它是一個綜合性的面向對象的可重用類型集合，可以使用它開發多種應用程序，包括傳統的命令行或 【A】 應用程序，也包括基于 【B】 所提供的最新創新的應用程序（如Web窗體和XML Web Services）。

5.____把Microsoft的所有語言的開發環境統一起來，所有語言使用同一套工具，在同一個集成開發環境中進行開發，并且改進了環境中所包含的各種工具。

6.C#語言雖然從C/C++語言發展而來，但是它摒棄了C/C++語言中容易出錯的指針、多重繼承等概念，是一種 【A】 、 【B】 的語言。

三、問答題

7.C#語言有何主要特點？

8.C#語言有何主要功能？

9.簡述安裝Visual Studio 2008的系統要求和操作步驟。