C# 简史——摘自《程序员》杂志2005-12月刊

  编者按:时间过得真快,居然现在就可以写C#的简史了。但是想想也不奇怪,C#可谓起点高、发展快的新一代语言,它的这五年走过了很多前辈十几年的路。公允地说,C#是目前兼顾系统开发和应用开发的最佳实用语言,并且很有可能成为编程语言历史上的第一个“全能”型语言。看过这篇简史,我们都应该明白,不要再把C#看成年轻后生了——只要是“马

  拉多纳”,就早晚当“球王”。

历史

  原Broland公司的首席研发设计师安德斯·海尔斯伯格(Anders Hejlsberg)在微软开发了Visual J++ 1.0,很快的Visual J++由1.1版本升级到6.0版。SUN公司认为Visual J++ 违反了Java开发平台的中立性,对微软提出了诉讼。2000年6月26日微软在奥兰多举行的“职业开发人员技术大会”(PDC 2000)上,发表新的语言C#。C#语言取代了Visual J++,语言本身深受 Java、C 和 C++ 的影响。

C#关键字

  版本语言规格编译器C# 1.0December 2001January 2002C# 2.0December 2002November 2005C# 3.0June 2005November 2006C# 4.0June 2006in development

C# 1.0,纯粹的面向对象

  回溯到1998年底,微软正在忙于新一代COM的设计工作。此前,COM一直是组件化开发中非常成功的一种技术;但由于它仅提供了二进制层面上的统一,因此无法将类型信息和用于支持基础平台和开发工具的信息放到组件中。这时,Java正在逐步走向成熟。于是,微软学习Java的做法,将虚拟机的概念引入到了COM领域;同时,微软提出了“元数据”的概念,用于描述组件的类型信息和工具支持信息,并决定将其放入到组件当中。这种“COM虚拟机”的名字在经历了若干争论后,最终被定为CLR(Common Language Runtime,公共语言运行时)。与此同时,微软提出了在该运行时上运作的语言应该遵循的一些规则,以及该虚拟机的类型系统和指令集——所有这些规范形成了最终的C L I(Common Language Infrastructure,公共语言基础设施),并提交给了ECMA委员会。同时,微软开发了CLI的一个实现,这就是大名鼎鼎的.NET了。

  1998年12月,微软启动了一个全新的语言项目——COOL,这是一款专门为CLR设计的纯面向对象的语言,也正是本文的主角——C#的前身。历时半年有余,1999年7月份,微软完成了COOL语言的一个内部版本。直到2000年2月份,微软才正式将COOL语言更名为C#。据说起这个名字是因为C#开发小组的人很讨厌搜索引擎,因此把大部分搜索引擎无法识别的“#” 字符作为该语言名字的一部分;还有一种说法是在音乐当中“#”是升调记号,表达了微软希望它在C的基础上更上一层楼的美好愿望——当然这些都只是传说,无从考证。又是历经了一系列的修改,微软终于在2000年7月发布了C#语言的第一个预览版。因此人们一般认为C#是2000年发布的,并以此来计算它的“年龄”。在此后的一年多时间里,微软一直在修补各个测试版本中的BUG。直到2002年2月,微软终于推出了迟迟未上市的Visual Studio 7.0,并将其定名为“VisualStudio .NET 2002”。随着这套开发环境的出炉,开发者们终于看到了C#语言的第一个正式版本——C# 1.0。此后,微软马不停蹄,Visual Studio也恢复了往日的开发进度。在2003年5月,微软如期推出了Visual Studio .NET 2003,同时也发布了C#的改进版本——C# 1.1。

  这一时期的C#(以下称为C# 1.x)提出了纯粹的面向对象概念,并在语言特性中展现得淋漓尽致。C++并非纯面向对象的,为了和C兼容以及提供更高的执行效率,它保留了很多模块化的东西。Java尽管号称是面向对象的,但实际上,对于对象所应该具备的三种构成结构——属性、方法和事件,Java仅提供了方法,其它两种结构都要通过方法来模拟。在C# 1.x中,所有面向对象的概念都在语言中得到了非常好的体现。同时,C#还通过类类型、值类型和接口类型的概念形成了统一的类型系统。C#使用了大家所熟知的语法实现了方法,以至于很多人认为C#和Java、C++等面向对象语言“非常相像”,这使得从使用其他面向对象语言转到使用C#的过程非常简单。此外,C#还通过无参数列表的方法声名语法,结合get/set访问器实现了优雅的属性语法。其中的get访问器相当于获取属性值的方法,可以通过一些运算返回最终的结果,而不是简单地返回一个变量的值;而set访问器相当于设置属性值的方法,在其中可以进行一系列检测,最后将属性值赋给相应的变量。同时,通过同时提供get和set访问器、只提供get访问器和只提供set访问器,还可以很方便地实现可写、只读和只写的属性。C#的这种属性语法,使得一个属性在提供该属性的类的内部看来,非常像一组方法;而对于外部调用类看来,访问一个对象的属性和访问它的公共域没有任何区别。通过委托(稍后介绍),结合关键字event,C#提供了优雅的事件概念。使用+=运算符,开发者可以非常方便地将一个事件处理器关联到一个事件上,这个过程称之为“订阅”一个事件。由于委托内部封装了一个调用链表,因此可以方便地为一个事件添加多个事件处理器,这些处理器会自动地依次调用。多年的开发语言进化证明,函数指针是非常重要也是非常危险的语言特征之一。同时,基于函数指针的回调机制也Windows 核心概念之一。然而,由于函数指针很难验证参数的类型准确性,因此C#(确切地说是CLI)提出了“委托”的概念,这是一种类型安全的函数指针链表。这意味着,C#不仅可以提供回调机制,同时调用回调的一方还无需在其内部维护函数指针列表,所要做的仅仅是声名一个具有恰当委托类型的公共成员即可;而提供回调的一方也只需通过构造一个带有指定方法的相应委托实例,并通过“+=”运算符添加到回调列表即可。

  尽管C# 1.x提供了如此多的新鲜概念,但实际上,这些概念都是由CLI提出的。因此当将一个C#源程序编译为可执行文件时,编译器做的工作相对而言并不多。需要编译器代劳的是要将一个简单的委托定义语句翻译为一个继承System.MulticastDelegate类型定义。

C# 2.0,泛型编程新概念

  微软本打算继续保证开发进度,并在2004年推出Visual Studio .NET 2004,但由于其间软件工程学尤

C#

其是软件管理学的大规模进步,微软所提供的这种仅具备开发和调试功能的IDE已经无法满足团队开发的需求。因此微软决定在项目设计和管理工具方面进行了进一步研发,并将其集成到Visual Studio中,以赢回原有的市场。因此,微软将Visual Studio.NET 2004“改名”为Visual Studio 2005,并决定推迟一年发布。不过,微软还是坚持在2004年的6月份发布了Visual Studio2005的第一个Beta 版,同时向开发者展示了C#语言的2.0版本。2005年4月,微软发布了Visual Studio 2005 Beta2,这已经是具备了几乎全部功能的VisualStudio,包括的产品有SQL Server2005、Team Foundation Server和TeamSuite。这时的C#编译器已经能够处理C# 2.0中所有的新特性。

  C# 2.0为开发者带来的最主要的特性就是泛型编程能力。和面向对象思想一样,泛型思想也是一种已经成熟的编程思想,但依然是没有哪一种主流开发语言能够支持完备的泛型概念。这主要是因为泛型的概念在一定程度上对面向对象概念进行冲击,同时,由于在编译期间对类型参数的完全检测很难做到,很多问题会被遗留到运行时。C# 2.0别出心裁,对泛型类型参数提出了“约束”的新概念,并以优雅的语法体现在语言之中。有了约束,结合编译器强大的类型推断能力,可以在编译时发现几乎所有“危险”的泛型应用。C# 2.0的另一个突出的特性就是匿名方法,用来取代一些短小的并且仅出现一次的委托,使得语言结构更加紧凑。匿名方法除了可以使得事件处理器的编写更加精简以外,还将开发者带入了程序设计的一个新的领域——函数式编程,曾经有高人就用匿名方法结合泛型编程实现了函数式编程中的重要结构—— Lambda 表达式。尽管这种实现显得很繁琐而且不易理解,但毕竟是实现了。最终,函数式编程还是被引入到了C#语言中,这将在下一节中为大家讲述。

  此外,C# 2.0还进一步增强了语言的表达能力。在C# 2.0中,属性语法中的get和set访问器可以拥有不同的权限,这就使得定义一个在库的内部可读写,而在库的外部只读的属性成为可能。同时,C# 2.0还提供了迭代器的概念,这使得一个类无需实现IEnumerator 和IEnumerable接口即可实现一个可以进行遍历的类型,并且无需在类型中维护迭代状态。此时的.NET已经得到了很广泛的认可,并且因为元数据为组件带来了强大的自我描述能力,许多程序库厂商被吸引到.NET平台上来。随着.NET程序库数量的增长,逐渐暴露了命名的问题。在面向对象技术广泛发展后,人们就意识到名字的管理问题,因此几乎所有的面向对象语言都提出了“命名空间”的概念.而在C# 1.x时代,这个问题再一次出现。如果一个库厂商XX 希望以XX.System来命名他们自己的系统基础库,那么当开发者使用using System语句时就会产生歧义。为此。C# 2.0中提供了global关键字,这为.NET库中所有的命名空间提供了一个“根”,通过指定global::System和global::XX.System就可以区别两个库了。这一时期的C#编译器变得非常复杂,泛型的引入使得编译器不得不具备超强的类型推断能力。同时,迭代器的思想并非是在CLI层面上实现的,而是由编译器自动生成了实现I E n u m e r a t o r 和IEnumerable接口类型。在经历了一系列的改进和完善后,微软决定于2005年11月发布Visual Studio2005,该开发环境将正式支持C#2.0。由于此推出了数个预览版和测试版,大家的期待之情似乎已经不是那么强烈了。

C#3.0(研发代号“Orcas”——魔鬼)

  2005年9 月份的PDC大会则为开发者们带来了另外的惊喜——C#3.0(研发代号“Orcas”——魔鬼)的技术预览版。说到C# 3.0,就不得不提一下微软的LINQ 项目,LINQ(语言集成查询,Language Integrated Query)提出了一种通过面向对象语法来实现对非面向对象数据源的查询技术,可查询的数据源从关系型数据库延伸到一般意义上的集合(如数组和列表)以及XML。而C# 3.0则是率先实现了LINQ的语言。

  在C# 3.0中,我们可以用类似于SQL语句的语法从一个数据源中轻松地得到满足一定条件的对象集合。例如要查找一个字符串数组names中所有长度大于5的字符串,就可以写:

  var longname = from n in names wheren.Length > 5 select n;

  这样我们就得到一个新的字符数组longname,其中包含了我们所需要的结果。这种语句称作查询语句,与SQL语句唯一的区别是C#中的查询语句往往把select子句放到最后(这反而倒有些类似于中文的阅读顺序了)。初次看到这样一个语句,我们可能会有很大疑问:这还是C#语言吗?这的确是合乎语法规则的C#代码,而且编译器可以识别这种语法。然而实际上,C#编译器并不会对这种语法进行实际的的编译,而是将其翻译为正常的方法调用:

  var longname = names.Where(n => n.Length > 5).Select(n);

  然后再进行进一步的编译。在上面的例子中已经说明,names是一个存放有字符串的数组,而数组类型并没有Where的方法。的确,Where并非names的成员方法,微软也没有对数组类型进行任何改动。这是C# 3.0中另外一个重要的新特性:扩展方法。扩展方法是定义在其他静态类中的静态方法,其第一个参数的类型就是希望扩展的类型,并且这个参数被冠以this修饰符。扩展方法是静态的,但可以像调用被扩展类型的实例方法那样进行调用,看起来好像是被扩展类型自己的方法一样。这就为语言带来了很大的灵活性,我们可以将一组近似的功能如上面的Where 和Select等(这在LINQ中被称作“标准查询表达式”)定义在一个外部类中,这样既无须修改现有类型,又可以将功能组织在一起。当然,为了做到面向对象的封装性,扩展方法只能在被扩展类型的公共成员上进行操作,如果需要从内部对类型进行改进,就必须改变现有类型的代码。在Where方法的参数列表里,我们又发现了一种奇怪的语法:n => n.Length > 5。这就是我们上文提到过的Lambda 表达式。

  微软的官方规范中称,Lambda 表达式是匿名方法的一种自然进化。因此Lambda 表达式其实也是一种特殊的委托,由编译器负责生成一个匿名的委托类型,它接受一个字符串类型的参数n;返回值为布尔类型,表示n的长度是否大于5;其中的参数类型和返回值类型都是由编译器推断而来的。说到类型推断,还要解释的一点就是上面的语句中出现的新关键字var。从出现的位置来看,var应该是一个类型。然而这又不是一个C#内建类型,也不是CLI提出的新类型;它只是一个“占位符”,它的确表示一个类型,但具体是什么类型需要编译器在编译期间进行推断。Lamda表达式的真正意义不仅仅在于简化了委托的编写方式,更重要的是它把代码表达式体现为了数据。换句话说,Lambda表达式不仅可以被编译为一段可以执行的代码(类似于匿名方法),也可以将其翻译为一个数据结构——表达式树。而如何处理Lambda 表达式,是由编译器根据Lambda表达式的使用方式来自动确定的。当把一个Lambda表达式赋给一个具有委托类型的域、属性或变量时,编译器像编译匿名方法一样将表达式体翻译成一段可执行代码;而当把一个L a m b d a 表达式赋给一个具有Expression<T>类型的域、属性或变量时,编译器就会将Lambda表达式解析为一个表达式树。对于翻译为代码的Lambda,可以向调用委托那样进行调用,而对于翻译为表达式树的Lambda表达式,就不可以了,会得到一个编译错误。但表达式树存在于一个由编译器生成的数据结构中,因此可以在运行时对其进行分析甚至修改。

  除了上面提到的一些重大改进之外,C# 3.0也对细微的语法进行了一些改进,使C#语言变得更加优雅和全面。值得说明的是,C# 3.0经过编译后生成的IL代码,完全是基于.NET 2.0的,C#语言已经远远跑在了他所栖生的平台前面。这一时期的C#语言离CLI已经越来越远了,编译器的工作也愈加繁重起来。首先很多语言结构(如查询表达式和Lambda 表达式)都不是CLI中提供的特性,因此需要编译器进行大量的转译工作;其次是这些语言结构带来的大量类型推断任务,也都是靠编译器来完成的。C#走到了3.0以后,已经完全不再是当年那个“简单”的语言了。它的开发者称其为“魔鬼”,而琳琅满目的新特性也的确让开发者们眼花缭乱,甚至感到恐惧。语言集成查询的引入,使得前一段时期内为开发者们广泛讨论的ORM概念得到了更加深入地体现,尤其是它所支持的数据源之广泛,让ORM理念变得已经不再必要了;而一些“.NET中的ORM实现”,似乎也成了完全不必要的扩展项目了。Lambda 表达式的引入,使得C#将可以轻松地完成特定领域(Domain-Specific)的开发。

  一个成功的开发人员在面对新鲜事物和新的困难时,兴奋是远大于恐惧的。让魔鬼来得更猛烈些吧!

C# 4.0的特性

  C# 4.0 新增 dynamic关键字,提供动态编程(dynamic programming),把既有的静态物件标记为动态物件,类似javascript, PythonRuby

  dynamic calc = GetCalculator();int sum = calc.Add(10, 20); 

C# 简史——摘自《程序员》杂志2005-12月刊

  编者按:时间过得真快,居然现在就可以写C#的简史了。但是想想也不奇怪,C#可谓起点高、发展快的新一代语言,它的这五年走过了很多前辈十几年的路。公允地说,C#是目前兼顾系统开发和应用开发的最佳实用语言,并且很有可能成为编程语言历史上的第一个“全能”型语言。看过这篇简史,我们都应该明白,不要再把C#看成年轻后生了——只要是“马

  拉多纳”,就早晚当“球王”。

历史

  原Broland公司的首席研发设计师安德斯·海尔斯伯格(Anders Hejlsberg)在微软开发了Visual J++ 1.0,很快的Visual J++由1.1版本升级到6.0版。SUN公司认为Visual J++ 违反了Java开发平台的中立性,对微软提出了诉讼。2000年6月26日微软在奥兰多举行的“职业开发人员技术大会”(PDC 2000)上,发表新的语言C#。C#语言取代了Visual J++,语言本身深受 Java、C 和 C++ 的影响。

C#关键字

  版本语言规格编译器C# 1.0December 2001January 2002C# 2.0December 2002November 2005C# 3.0June 2005November 2006C# 4.0June 2006in development

C# 1.0,纯粹的面向对象

  回溯到1998年底,微软正在忙于新一代COM的设计工作。此前,COM一直是组件化开发中非常成功的一种技术;但由于它仅提供了二进制层面上的统一,因此无法将类型信息和用于支持基础平台和开发工具的信息放到组件中。这时,Java正在逐步走向成熟。于是,微软学习Java的做法,将虚拟机的概念引入到了COM领域;同时,微软提出了“元数据”的概念,用于描述组件的类型信息和工具支持信息,并决定将其放入到组件当中。这种“COM虚拟机”的名字在经历了若干争论后,最终被定为CLR(Common Language Runtime,公共语言运行时)。与此同时,微软提出了在该运行时上运作的语言应该遵循的一些规则,以及该虚拟机的类型系统和指令集——所有这些规范形成了最终的C L I(Common Language Infrastructure,公共语言基础设施),并提交给了ECMA委员会。同时,微软开发了CLI的一个实现,这就是大名鼎鼎的.NET了。

  1998年12月,微软启动了一个全新的语言项目——COOL,这是一款专门为CLR设计的纯面向对象的语言,也正是本文的主角——C#的前身。历时半年有余,1999年7月份,微软完成了COOL语言的一个内部版本。直到2000年2月份,微软才正式将COOL语言更名为C#。据说起这个名字是因为C#开发小组的人很讨厌搜索引擎,因此把大部分搜索引擎无法识别的“#” 字符作为该语言名字的一部分;还有一种说法是在音乐当中“#”是升调记号,表达了微软希望它在C的基础上更上一层楼的美好愿望——当然这些都只是传说,无从考证。又是历经了一系列的修改,微软终于在2000年7月发布了C#语言的第一个预览版。因此人们一般认为C#是2000年发布的,并以此来计算它的“年龄”。在此后的一年多时间里,微软一直在修补各个测试版本中的BUG。直到2002年2月,微软终于推出了迟迟未上市的Visual Studio 7.0,并将其定名为“VisualStudio .NET 2002”。随着这套开发环境的出炉,开发者们终于看到了C#语言的第一个正式版本——C# 1.0。此后,微软马不停蹄,Visual Studio也恢复了往日的开发进度。在2003年5月,微软如期推出了Visual Studio .NET 2003,同时也发布了C#的改进版本——C# 1.1。

  这一时期的C#(以下称为C# 1.x)提出了纯粹的面向对象概念,并在语言特性中展现得淋漓尽致。C++并非纯面向对象的,为了和C兼容以及提供更高的执行效率,它保留了很多模块化的东西。Java尽管号称是面向对象的,但实际上,对于对象所应该具备的三种构成结构——属性、方法和事件,Java仅提供了方法,其它两种结构都要通过方法来模拟。在C# 1.x中,所有面向对象的概念都在语言中得到了非常好的体现。同时,C#还通过类类型、值类型和接口类型的概念形成了统一的类型系统。C#使用了大家所熟知的语法实现了方法,以至于很多人认为C#和Java、C++等面向对象语言“非常相像”,这使得从使用其他面向对象语言转到使用C#的过程非常简单。此外,C#还通过无参数列表的方法声名语法,结合get/set访问器实现了优雅的属性语法。其中的get访问器相当于获取属性值的方法,可以通过一些运算返回最终的结果,而不是简单地返回一个变量的值;而set访问器相当于设置属性值的方法,在其中可以进行一系列检测,最后将属性值赋给相应的变量。同时,通过同时提供get和set访问器、只提供get访问器和只提供set访问器,还可以很方便地实现可写、只读和只写的属性。C#的这种属性语法,使得一个属性在提供该属性的类的内部看来,非常像一组方法;而对于外部调用类看来,访问一个对象的属性和访问它的公共域没有任何区别。通过委托(稍后介绍),结合关键字event,C#提供了优雅的事件概念。使用+=运算符,开发者可以非常方便地将一个事件处理器关联到一个事件上,这个过程称之为“订阅”一个事件。由于委托内部封装了一个调用链表,因此可以方便地为一个事件添加多个事件处理器,这些处理器会自动地依次调用。多年的开发语言进化证明,函数指针是非常重要也是非常危险的语言特征之一。同时,基于函数指针的回调机制也Windows 核心概念之一。然而,由于函数指针很难验证参数的类型准确性,因此C#(确切地说是CLI)提出了“委托”的概念,这是一种类型安全的函数指针链表。这意味着,C#不仅可以提供回调机制,同时调用回调的一方还无需在其内部维护函数指针列表,所要做的仅仅是声名一个具有恰当委托类型的公共成员即可;而提供回调的一方也只需通过构造一个带有指定方法的相应委托实例,并通过“+=”运算符添加到回调列表即可。

  尽管C# 1.x提供了如此多的新鲜概念,但实际上,这些概念都是由CLI提出的。因此当将一个C#源程序编译为可执行文件时,编译器做的工作相对而言并不多。需要编译器代劳的是要将一个简单的委托定义语句翻译为一个继承System.MulticastDelegate类型定义。

C# 2.0,泛型编程新概念

  微软本打算继续保证开发进度,并在2004年推出Visual Studio .NET 2004,但由于其间软件工程学尤

C#

其是软件管理学的大规模进步,微软所提供的这种仅具备开发和调试功能的IDE已经无法满足团队开发的需求。因此微软决定在项目设计和管理工具方面进行了进一步研发,并将其集成到Visual Studio中,以赢回原有的市场。因此,微软将Visual Studio.NET 2004“改名”为Visual Studio 2005,并决定推迟一年发布。不过,微软还是坚持在2004年的6月份发布了Visual Studio2005的第一个Beta 版,同时向开发者展示了C#语言的2.0版本。2005年4月,微软发布了Visual Studio 2005 Beta2,这已经是具备了几乎全部功能的VisualStudio,包括的产品有SQL Server2005、Team Foundation Server和TeamSuite。这时的C#编译器已经能够处理C# 2.0中所有的新特性。

  C# 2.0为开发者带来的最主要的特性就是泛型编程能力。和面向对象思想一样,泛型思想也是一种已经成熟的编程思想,但依然是没有哪一种主流开发语言能够支持完备的泛型概念。这主要是因为泛型的概念在一定程度上对面向对象概念进行冲击,同时,由于在编译期间对类型参数的完全检测很难做到,很多问题会被遗留到运行时。C# 2.0别出心裁,对泛型类型参数提出了“约束”的新概念,并以优雅的语法体现在语言之中。有了约束,结合编译器强大的类型推断能力,可以在编译时发现几乎所有“危险”的泛型应用。C# 2.0的另一个突出的特性就是匿名方法,用来取代一些短小的并且仅出现一次的委托,使得语言结构更加紧凑。匿名方法除了可以使得事件处理器的编写更加精简以外,还将开发者带入了程序设计的一个新的领域——函数式编程,曾经有高人就用匿名方法结合泛型编程实现了函数式编程中的重要结构—— Lambda 表达式。尽管这种实现显得很繁琐而且不易理解,但毕竟是实现了。最终,函数式编程还是被引入到了C#语言中,这将在下一节中为大家讲述。

  此外,C# 2.0还进一步增强了语言的表达能力。在C# 2.0中,属性语法中的get和set访问器可以拥有不同的权限,这就使得定义一个在库的内部可读写,而在库的外部只读的属性成为可能。同时,C# 2.0还提供了迭代器的概念,这使得一个类无需实现IEnumerator 和IEnumerable接口即可实现一个可以进行遍历的类型,并且无需在类型中维护迭代状态。此时的.NET已经得到了很广泛的认可,并且因为元数据为组件带来了强大的自我描述能力,许多程序库厂商被吸引到.NET平台上来。随着.NET程序库数量的增长,逐渐暴露了命名的问题。在面向对象技术广泛发展后,人们就意识到名字的管理问题,因此几乎所有的面向对象语言都提出了“命名空间”的概念.而在C# 1.x时代,这个问题再一次出现。如果一个库厂商XX 希望以XX.System来命名他们自己的系统基础库,那么当开发者使用using System语句时就会产生歧义。为此。C# 2.0中提供了global关键字,这为.NET库中所有的命名空间提供了一个“根”,通过指定global::System和global::XX.System就可以区别两个库了。这一时期的C#编译器变得非常复杂,泛型的引入使得编译器不得不具备超强的类型推断能力。同时,迭代器的思想并非是在CLI层面上实现的,而是由编译器自动生成了实现I E n u m e r a t o r 和IEnumerable接口类型。在经历了一系列的改进和完善后,微软决定于2005年11月发布Visual Studio2005,该开发环境将正式支持C#2.0。由于此推出了数个预览版和测试版,大家的期待之情似乎已经不是那么强烈了。

C#3.0(研发代号“Orcas”——魔鬼)

  2005年9 月份的PDC大会则为开发者们带来了另外的惊喜——C#3.0(研发代号“Orcas”——魔鬼)的技术预览版。说到C# 3.0,就不得不提一下微软的LINQ 项目,LINQ(语言集成查询,Language Integrated Query)提出了一种通过面向对象语法来实现对非面向对象数据源的查询技术,可查询的数据源从关系型数据库延伸到一般意义上的集合(如数组和列表)以及XML。而C# 3.0则是率先实现了LINQ的语言。

  在C# 3.0中,我们可以用类似于SQL语句的语法从一个数据源中轻松地得到满足一定条件的对象集合。例如要查找一个字符串数组names中所有长度大于5的字符串,就可以写:

  var longname = from n in names wheren.Length > 5 select n;

  这样我们就得到一个新的字符数组longname,其中包含了我们所需要的结果。这种语句称作查询语句,与SQL语句唯一的区别是C#中的查询语句往往把select子句放到最后(这反而倒有些类似于中文的阅读顺序了)。初次看到这样一个语句,我们可能会有很大疑问:这还是C#语言吗?这的确是合乎语法规则的C#代码,而且编译器可以识别这种语法。然而实际上,C#编译器并不会对这种语法进行实际的的编译,而是将其翻译为正常的方法调用:

  var longname = names.Where(n => n.Length > 5).Select(n);

  然后再进行进一步的编译。在上面的例子中已经说明,names是一个存放有字符串的数组,而数组类型并没有Where的方法。的确,Where并非names的成员方法,微软也没有对数组类型进行任何改动。这是C# 3.0中另外一个重要的新特性:扩展方法。扩展方法是定义在其他静态类中的静态方法,其第一个参数的类型就是希望扩展的类型,并且这个参数被冠以this修饰符。扩展方法是静态的,但可以像调用被扩展类型的实例方法那样进行调用,看起来好像是被扩展类型自己的方法一样。这就为语言带来了很大的灵活性,我们可以将一组近似的功能如上面的Where 和Select等(这在LINQ中被称作“标准查询表达式”)定义在一个外部类中,这样既无须修改现有类型,又可以将功能组织在一起。当然,为了做到面向对象的封装性,扩展方法只能在被扩展类型的公共成员上进行操作,如果需要从内部对类型进行改进,就必须改变现有类型的代码。在Where方法的参数列表里,我们又发现了一种奇怪的语法:n => n.Length > 5。这就是我们上文提到过的Lambda 表达式。

  微软的官方规范中称,Lambda 表达式是匿名方法的一种自然进化。因此Lambda 表达式其实也是一种特殊的委托,由编译器负责生成一个匿名的委托类型,它接受一个字符串类型的参数n;返回值为布尔类型,表示n的长度是否大于5;其中的参数类型和返回值类型都是由编译器推断而来的。说到类型推断,还要解释的一点就是上面的语句中出现的新关键字var。从出现的位置来看,var应该是一个类型。然而这又不是一个C#内建类型,也不是CLI提出的新类型;它只是一个“占位符”,它的确表示一个类型,但具体是什么类型需要编译器在编译期间进行推断。Lamda表达式的真正意义不仅仅在于简化了委托的编写方式,更重要的是它把代码表达式体现为了数据。换句话说,Lambda表达式不仅可以被编译为一段可以执行的代码(类似于匿名方法),也可以将其翻译为一个数据结构——表达式树。而如何处理Lambda 表达式,是由编译器根据Lambda表达式的使用方式来自动确定的。当把一个Lambda表达式赋给一个具有委托类型的域、属性或变量时,编译器像编译匿名方法一样将表达式体翻译成一段可执行代码;而当把一个L a m b d a 表达式赋给一个具有Expression<T>类型的域、属性或变量时,编译器就会将Lambda表达式解析为一个表达式树。对于翻译为代码的Lambda,可以向调用委托那样进行调用,而对于翻译为表达式树的Lambda表达式,就不可以了,会得到一个编译错误。但表达式树存在于一个由编译器生成的数据结构中,因此可以在运行时对其进行分析甚至修改。

  除了上面提到的一些重大改进之外,C# 3.0也对细微的语法进行了一些改进,使C#语言变得更加优雅和全面。值得说明的是,C# 3.0经过编译后生成的IL代码,完全是基于.NET 2.0的,C#语言已经远远跑在了他所栖生的平台前面。这一时期的C#语言离CLI已经越来越远了,编译器的工作也愈加繁重起来。首先很多语言结构(如查询表达式和Lambda 表达式)都不是CLI中提供的特性,因此需要编译器进行大量的转译工作;其次是这些语言结构带来的大量类型推断任务,也都是靠编译器来完成的。C#走到了3.0以后,已经完全不再是当年那个“简单”的语言了。它的开发者称其为“魔鬼”,而琳琅满目的新特性也的确让开发者们眼花缭乱,甚至感到恐惧。语言集成查询的引入,使得前一段时期内为开发者们广泛讨论的ORM概念得到了更加深入地体现,尤其是它所支持的数据源之广泛,让ORM理念变得已经不再必要了;而一些“.NET中的ORM实现”,似乎也成了完全不必要的扩展项目了。Lambda 表达式的引入,使得C#将可以轻松地完成特定领域(Domain-Specific)的开发。

  一个成功的开发人员在面对新鲜事物和新的困难时,兴奋是远大于恐惧的。让魔鬼来得更猛烈些吧!

C# 4.0的特性

  C# 4.0 新增 dynamic关键字,提供动态编程(dynamic programming),把既有的静态物件标记为动态物件,类似javascript, PythonRuby

  dynamic calc = GetCalculator();int sum = calc.Add(10, 20);

 

C#与C++、JAVA的区别  C#(读做 "C sharp")是微软公司在去年六月发布的一种新的编程语言,并定于在微软职业开发者论坛(PDC)上登台亮相.C#是微软公司研究员Anders Hejlsberg的最新成果.C#看起来与Java有着惊人的相似;它包括了诸如单一继承,界面,与Java几乎同样的语法,和编译成中间代码再运行的过程.但是C#与Java有着明显的不同,它借鉴了Delphi的一个特点,与COM(组件对象模型)是直接集成的,而且它是微软公司.NET windows网络框架的主角.

  微软c#语言定义主要是从C和C++继承而来的,而且语言中的许多元素也反映了这一点.C#在设计者从C++继承的可选选项方面比Java要广泛一些(比如说structs),它还增加了自己新的特点(比方说源代码版本定义).但它还太不成熟,不可能挤垮Java.C#还需要进化成一种开发者能够接受和采用的语言.而微软当前为它的这种新语言大造声势也是值得注意的.目前大家的反应是:"这是对Java的反击."

  C++,这个词在中国大陆的程序员圈子中通常被读做“C加加”,而西方的程序员通常读做“C plus plus”,它是一种使用非常广泛的计算机编程语言。C++是一种静态数据类型检查的,支持多重编程范式的通用程序设计语言。它支持过程序程序设计、数据抽象、面向对象程序设计、泛型程序设计等多种程序设计风格。

  贝尔实验室的本贾尼·斯特劳斯特卢普(w:en:Bjarne Stroustrup)博士在20世纪80年代发明并实现了C++(最初这种语言被称作“C with Classes”)。一开始C++是作为C语言的增强版出现的,从给C语言增加类开始,不断的增加新特性。虚函数(virtual function)、运算符重载(operator overloading)、多重继承(multiple inheritance)、模板(template)、异常(exception)、RTTI、名字空间(name space)逐渐被加入标准。1998年国际标准组织(ISO)颁布了C++程序设计语言的国际标准ISO/IEC 14882-1998。遗憾的是,由于C++语言过于复杂,以及他经历了长年的演变,直到现在(2004年)只有少数几个编译器完全符合这个标准。

  另外,就目前学习C++而言,可以认为他是一门独立的语言;他并不依赖C语言,我们可以完全不学C语言,而直接学习C++。根据《C++编程思想》(Thinking in C++)一书所评述的,C++与C的效率往往相差在正负5%之间。所以有人认为在大多数场合C++ 完全可以取代C语言。

  C++语言发展大概可以分为三个阶段:第一阶段从80年代到1995年。这一阶段C++语言基本上是传统类型上的面向对象语言,并且凭借着接近C语言的效率,在工业界使用的开发语言中占据了相当大份额;第二阶段从1995年到2000年,这一阶段由于标准模板库(STL)和后来的Boost等程序库的出现,泛型程序设计在C++中占据了越来越多的比重性。当然,同时由于Java、C#等语言的出现和硬件价格的大规模下降,C++受到了一定的冲击;第三阶段从2000年至今,由于以Loki、MPL等程序库为代表的产生式编程和模板元编程的出现,C++出现了发展历史上又一个新的高峰,这些新技术的出现以及和原有技术的融合,使C++已经成为当今主流程序设计语言中最复杂的一员。

C#的前途如何?

  这世界上没有什么比编程工具更加牵动程序员的心。VC、VB、DELPHI、JAVA……这些耀眼的名字不仅占据了程序员的生活,而且似乎已经成为了某种信仰。可是,伴随着新世纪的脚步,这些信仰又一次遭遇了重大的挑战。微软,这头被法官和黑客们折腾得既疲惫又恼怒的狮子,发誓要保住它头上的王冠,拼尽全力,拿出了看家的本事——.NET战略。作为 .NET的核心开发语言,C# 顺理成章地浮出了水面。程序员们也就不得不做出一个痛苦的选择,跟在谁的后面?要找出答案就不得不作一番比较和预测。笔者作为一个资深的程序员,斗胆在此狂言,权作抛砖引玉。

  如果抛开一切非技术方面的因素,C# 无疑是这个星球上有史以来最好的编程语言,它几乎集中了所有关于软件开发和软件工程研究的最新成果。面向对象、类型安全、组件技术、自动内存管理、跨平台异常处理、版本控制、代码安全管理……你不可能在另外的一种语言中找到所有这些特性。尽管像很多人注意到的一样,当我罗列上述特性时,总是让人想到JAVA,然而C# 确实走得更远。但现实的情况是,非技术的因素往往更能决定一个产品的未来,尤其在计算机软件的历史上,技术卓越的产品,如OS/2、Mac OS、UNIX等,都败在了Windows那漂亮的脸蛋儿下。而这一次,微软的角色好像从一个赤手空拳的革命者变成了仗势欺人的老地主,如果真是要变天,那C# 这孩子岂不是投错了胎?可能情形并非如此糟糕,毕竟瘦死的骆驼比马大,而且C# 已经提交给了一个标准化组织,一旦成了国际标准,说不准真有哪个手痒的大侠(也有可能是微软自己)给移植到Linux 和别的平台上。那样的话,JAVA可就惨了。因为JAVA的用户主要是网络服务的开发者和嵌入式设备软件的开发者,嵌入式设备软件不是C# 的用武之地,而在网络服务方面,C# 的即时编译和本地代码Cache方案比JAVA虚拟机具有绝对的性能优势。何况C# 一旦成为一个像C++ 一样的公共的标准,软件开发商既可以省去JAVA的许可证费用,也不必担心成为微软的奴隶,那些反微软的人士和主张厂商独立的人士可能也不会有什么意见。这可能正是微软所期待的。

  如果把C# 和 JAVA 在网络服务领域的争夺比作未来制空权的争夺的话,那么C# 和传统通用快速开发工具——VB、DELPHI等的较量将是地地道道的白刃战。可能最惨的程序员就是VB程序员,在微软,VB就像离任的克林顿,不但失去了所有的光辉,而且乱事缠身。想想吧,VB6写的项目必须用转换工具转换成基于.NET的代码才能在VB7中调入,几乎面目全非。由于VB7遵循为迎合.NET而建立的通用语言规范(CLS),几乎把所有原来只在C++、JAVA等语言中可以运用的特性统统加了进来,只是语法和原来兼容。如果你是第一次在VB7中看到自己的旧VB6项目转换之后的代码,一定要当心你的心脏!所以,努力吧,别告诉我你将就此退休。DELPHI的状况也好不到哪里去,原来的看家本领是做起应用来又快又好,可现在看看最新的VS.NET Beta 1, 你会感到如此熟悉,众多的属性列表、组件……谁让你穷呢,连总设计师都养不住。

  其实在编程语言中真正的霸主多年来一直是C++,所有的操作系统和绝大多数的商品软件都是用C++作为主要开发语言的。JAVA的程序员绝大多数也是C++的爱好者,PHP的成功里面也有类似C++的语法的功劳。在操作系统、设备驱动程序、视频游戏等领域,C++在很长的时间内仍将占据主要地位,而在数量最大的应用软件的开发上,C# 很可能取代C++的位置。首先,C# 和JAVA一样,简直就是照搬了C++的部分语法,因此,对于数量众多的C++程序员学习起来很容易上手,另外,对于新手来说,比C++要简单一些。其次,Windows是目前占垄断地位的平台,而开发Windows应用,当然微软的声音是不能忽略的。最重要的是,相对于C++,用C# 开发应用软件可以大大缩短开发周期,同时可以利用原来除用户界面代码之外的C++代码。

  但是,C# 也有弱点。首先,在一些版本较旧的Windows平台上,C# 的程序还不能运行,因为C# 程序需要 .NET运行库作为基础,而 .NET运行库作为现在的的Windows(XP及以后版本)的一部分发行, Windows Me 和 Windows 2000用户只能以Service Pack的形式安装使用。其次,C# 能够使用的组件或库还只有 .NET 运行库等很少的选择,没有丰富的第三方软件库可用,这需要有一个过程,同时各软件开发商的支持也很重要。第三,JAVA的成功因素里有一些是反微软阵营的吹捧,虽然“只写一次,到处运行”只是一句口号,但毕竟已经是一种成熟的技术。而C# 的鼓吹者目前只有名声不佳的微软,且只能运行在Windows上。实际上这两种语言都不是不可替代的,理智的说,对软件开发商而言,什么用的最熟什么就是最好的工具。尤其对C++的使用者,C# 没有带来任何新东西,因为.NET运行库在C++中也可以使用,没有要换的绝对的理由。

  综上所述,我个人认为,近几年,C# 将不可避免地崛起,在Windows平台上成为主角,而JAVA将在UNIX、Linux等平台上成为霸主,C++ 将继续在系统软件领域大展拳脚。非常有意思的是,这些语言的语法极其接近,因为JAVA和C# 都是由C++发展而来的。其他的开发工具当然还会在相当长的时间里继续他们的旅程,不过在市场份额上,将不可避免地受到冲击。

posted on 2010-06-15 16:05  yidao  阅读(619)  评论(0编辑  收藏  举报