從C/C++到C# (1)

    用了10多年的C/C++，因為之前一直在Linux下作項目，對C#少有涉獵。今年終于開始要正式學習C#了，将學習過程中的一些體會和筆記摘錄成文和大家共享，由于個人經驗的原因，本文可能更多地着眼在C#和C/C++不同的地方。本系列的第一篇主要列舉了在基礎類型、語句定義、函數方法等方面的差異。

• C#中程式的入口點方法名為Main，這個函數必須使用static屬性。
• C#中所有的方法必須位于class内部。
• Visual C#中的Windows Form程式的Form都有Code View和Design View兩種視圖。不要去改動*.Designer.cs檔案，對這些檔案的改動會在你使用Design View的時候被Visual Studio自動覆寫。
• C#中所有的變量在使用前都必須被指派/初始化，這被稱為Definite Assignment Rule。

           int age;

           Console.WriteLine(age); // compile time error

• C#中，帶小數點的數預設類型為double而不是float。
• C/C++中，你不能對浮點數使用%，但是在C#中可以。
• C#中每一個class都有一個ToString方法，你可以自己定義這個方法的實作。
• C#中，如果一個方法沒有傳回值，必須使用void明确說明，不可省略。
• C#方法中，你必須在使用一個變量前必須聲明；但是方法可以在Class中的field定義語句之前使用相應的field。
• C/C++中，你可以在if語句的判定條件中使用int表達式等來隐式轉換bool；但是在C#中，你隻能在判定表達式中使用bool類型表達式。
• C#中的switch語句必須遵循如下要求：如果你得case條件下包含可執行語句，就必須包含break；隻有不包含任何語句的case分支可以不使用break而fall through到下一個分支；default語句也必須包含break，且不一定是最後一個分支。
• C#中有for each語句來周遊某個集合。
• C#使用try{}catch{}finally{}來處理異常；發生異常時，第一個比對的catch塊被執行，其他catch塊被忽略；在catch一個異常後，執行回到catch塊的後一條語句，而不是産生異常的方法。
• 預設情況下，C#允許計算自然溢出，你可以通過checked{}/checked()和unchecked{}/unchecked()來局部調整這個設定，也可以通過build option來改變程式整體的設定。隻有直接位于checked{}塊内的語句會進行溢出檢查，而塊内語句調用的方法不進行檢查。checked和unchecked隻能用于整數，不能用于浮點。如果exception被本地catch，就先執行catch塊，然後執行finally塊；如果exception要被傳遞到上層，就先執行finally語句，然後再傳遞exception。
• C#中，class内的變量被稱為field。Class是類型，object是執行個體。C#的class中方法和變量的預設屬性是private。和C++不同的是，public/private/protected關鍵字後沒有冒号，你必須對每一個聲明都使用對應的關鍵字。C#構造函數不能傳回任何值（void也不行），如果你不定義構造函數，編譯器會自動生成一個預設構造函數（無參數）；如果你定義了任何構造函數，編譯器就不再生成預設構造函數。
• C#中，class中的field都會被自動初始化成0/false/null。
• 從C# 2.0開始，可以将一個class的代碼切分到多個檔案中，這時對每個檔案都必須使用partial關鍵字聲明class。
• C# class中操作某個特定class執行個體内資料的方法稱為instance method；static方法/變量不需要依附于instance，直接使用class名通路，static方法不能通路任何instance field/method，隻能使用static field/method；如果你使用const關鍵字來聲明field（這個field隻能enum/primitive type/string），則這個field自動是static的。
• C#中static class隻能包含static成員；對static class生成執行個體是沒有意義的；static class隻能由static的預設構造函數
• C#中所有的primitive type和struct都是value type，使用中是按值傳遞的，使用的空間在declare的時候就配置設定；所有的class都是reference type，使用中按照引用傳遞，他們的實際空間隻有在new的時候配置設定；在C#中，所有的引用都是強類型的，不能将一個引用變量指向一個不同類型的空間（C/C++中的指針幾乎可以指向任何空間）。
• C#中，當你向一個方法傳遞參數的時候，對應的參數被初始化成傳入資料的拷貝（不論傳入的是value type還是reference type）；如果你在一個參數前加上ref關鍵字，參數就變成了傳入值得alias而不是copy（ref關鍵字在定義和調用方法的時候都要出現），在使用ref參數的時候，使用之前必須指派的規則一樣适用；如果你想要在方法内部初始化參數，并将其傳回給調用者，可以使用out關鍵字，這時參數也是alias而不是copy（這時方法内部必須初始化這個參數）。
• 你調用方法的時候，其參數和内部變量都在stack中配置設定；當你建立一個class執行個體的時候，其使用的記憶體位于heap；所有的value type都建立在stack，所有的reference type都建立在heap（但是指向reference type空間的變量還是位于stack）。Stack是先進後出的，heap是一個flat的空間，自由配置設定和回收。
• C#中所有的class都是System.Object的子類，System.Object/object類型的變量可以refer向任何reference type；object類型的變量也可以refer向value type，但是因為所有的reference必須位于heap，是以heap中會配置設定一塊區域拷貝value type的value，然後讓object變量指向heap中的這塊區域。這種自動将stack中的item拷貝到heap的行為稱為boxing。通過cast将object中指向的value type重新指派給某個value type變量（二者的類型必須嚴格比對，即使能隐式轉換也不行）的過程叫unboxing。
• 如果你想要在C#使用指針，必須在方法内部使用unsafe{}将使用指針的代碼包含起來，或者對方法本身使用unsafe修飾；同時在編譯代碼的時候必須使用/unsafe選項。
• C#中，enum和struct都是value type；可以指定enum的基礎類型（byte/sbyte/short/ushort/int/uint/long/ulong）；struct可以包含field/method/constructor；你不能為struct聲明一個default constructor，因為編譯器總是會替你生成一個（将所有的field設定成0/false/null），如果你自己定義了struct的非default constructor，其中必須明确初始化所有的field（class則不必）；在class中，可以在聲明instance field的時候初始化，struct則不允許；class可以有base class，struct不能繼承；為了確定struct類型變量中所有field都被初始化，也要和class類型的變量一樣使用new來調用構造函數；在初始化了某個struct類型變量後，可以将其assign給另一個struct變量。
• C#中使用int[]，int[,]來定義Array變量（不必說明大小），使用new來實際配置設定空間（說明大小，打下可以是動态生成的，同時會自動初始化元素）；Array是reference type；可以如下初始化int[] pins = new int[4]{ 9, 3, 7, 2 }/int[] pins={9,3,7,2}，初始化數值的個數必須和Array的size嚴格比對；所有對Array的通路是有邊界檢查的；Array具有Length屬性，可以用于确認其中包含了多少元素；foreach總是從Index 0開始隻讀地周遊整個Array；Array具有CopyTo/Copy/Clone方法用于拷貝Array的元素到另一個Array。
• C#中Collection位于System.Collections，其包含的元素類型是object（這意味着你向其中插入/删除value type的時候總是需要boxing/unboxing）。
• 如果想要動态操作Array，包括改變大小、插入、删除元素，最好使用ArrayList類（具有Remove/RemoveAt/Add/Insert方法，也具有Count屬性）；如果要實作一個FIFO的隊列，可以使用Queue類，包含Enqueue/Dequeue方法；如果要實作一個LIFO的棧，可以使用Stack類，包含Push/Pop方法；如果想實作哈希表，可以使用Hashtable類，使用foreach周遊的時候得到DictionaryEntry類，其包含key/value元素；如果要實作一個排序清單，可以使用SortedList類，其也包含key/value，但總是按照key自動排序的
• Array永遠是可讀可寫的，而Collection中的所有類可以通過ReadOnly方法變為隻讀。
• 如果你的方法希望使用可變數量的參數表，可以通過Parameter Array的方式，例如public static int Min(params int[] paramList)，這點類似于C/C++中的varargs宏（位于stdarg.h）；參數數組隻能是一維的，方法重載的時候不能生成僅有params關鍵字不同的方法（也不能生成有潛在模糊性的重載函數），params array不能使用ref或out修飾，params array必須是最後一個參數，在函數重載的時候，non-params的方法總是優先于params方法。
• 使用params object[]作為參數就可以向方法傳遞任意數量、任意類型的參數。

（待續：本系列第二篇将主要描述C#中繼承、接口等方面的差異性）