从C/C++到C# (1)

    用了10多年的C/C++，因为之前一直在Linux下作项目，对C#少有涉猎。今年终于开始要正式学习C#了，将学习过程中的一些体会和笔记摘录成文和大家共享，由于个人经验的原因，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举了在基础类型、语句定义、函数方法等方面的差异。

• C#中程序的入口点方法名为Main，这个函数必须使用static属性。
• C#中所有的方法必须位于class内部。
• Visual C#中的Windows Form程序的Form都有Code View和Design View两种视图。不要去改动*.Designer.cs文件，对这些文件的改动会在你使用Design View的时候被Visual Studio自动覆盖。
• C#中所有的变量在使用前都必须被赋值/初始化，这被称为Definite Assignment Rule。

           int age;

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

• C#中，带小数点的数缺省类型为double而不是float。
• C/C++中，你不能对浮点数使用%，但是在C#中可以。
• C#中每一个class都有一个ToString方法，你可以自己定义这个方法的实现。
• C#中，如果一个方法没有返回值，必须使用void明确说明，不可省略。
• C#方法中，你必须在使用一个变量前必须声明；但是方法可以在Class中的field定义语句之前使用相应的field。
• C/C++中，你可以在if语句的判定条件中使用int表达式等来隐式转换bool；但是在C#中，你只能在判定表达式中使用bool类型表达式。
• C#中的switch语句必须遵循如下要求：如果你得case条件下包含可执行语句，就必须包含break；只有不包含任何语句的case分支可以不使用break而fall through到下一个分支；default语句也必须包含break，且不一定是最后一个分支。
• C#中有for each语句来遍历某个集合。
• C#使用try{}catch{}finally{}来处理异常；发生异常时，第一个匹配的catch块被执行，其他catch块被忽略；在catch一个异常后，执行回到catch块的后一条语句，而不是产生异常的方法。
• 缺省情况下，C#允许计算自然溢出，你可以通过checked{}/checked()和unchecked{}/unchecked()来局部调整这个设置，也可以通过build option来改变程序整体的设置。只有直接位于checked{}块内的语句会进行溢出检查，而块内语句调用的方法不进行检查。checked和unchecked只能用于整数，不能用于浮点。如果exception被本地catch，就先执行catch块，然后执行finally块；如果exception要被传递到上层，就先执行finally语句，然后再传递exception。
• C#中，class内的变量被称为field。Class是类型，object是实例。C#的class中方法和变量的缺省属性是private。和C++不同的是，public/private/protected关键字后没有冒号，你必须对每一个声明都使用对应的关键字。C#构造函数不能返回任何值（void也不行），如果你不定义构造函数，编译器会自动生成一个缺省构造函数（无参数）；如果你定义了任何构造函数，编译器就不再生成缺省构造函数。
• C#中，class中的field都会被自动初始化成0/false/null。
• 从C# 2.0开始，可以将一个class的代码切分到多个文件中，这时对每个文件都必须使用partial关键字声明class。
• C# class中操作某个特定class实例内数据的方法称为instance method；static方法/变量不需要依附于instance，直接使用class名访问，static方法不能访问任何instance field/method，只能使用static field/method；如果你使用const关键字来声明field（这个field只能enum/primitive type/string），则这个field自动是static的。
• C#中static class只能包含static成员；对static class生成实例是没有意义的；static class只能由static的缺省构造函数
• C#中所有的primitive type和struct都是value type，使用中是按值传递的，使用的空间在declare的时候就分配；所有的class都是reference type，使用中按照引用传递，他们的实际空间只有在new的时候分配；在C#中，所有的引用都是强类型的，不能将一个引用变量指向一个不同类型的空间（C/C++中的指针几乎可以指向任何空间）。
• C#中，当你向一个方法传递参数的时候，对应的参数被初始化成传入数据的拷贝（不论传入的是value type还是reference type）；如果你在一个参数前加上ref关键字，参数就变成了传入值得alias而不是copy（ref关键字在定义和调用方法的时候都要出现），在使用ref参数的时候，使用之前必须赋值的规则一样适用；如果你想要在方法内部初始化参数，并将其传回给调用者，可以使用out关键字，这时参数也是alias而不是copy（这时方法内部必须初始化这个参数）。
• 你调用方法的时候，其参数和内部变量都在stack中分配；当你创建一个class实例的时候，其使用的内存位于heap；所有的value type都创建在stack，所有的reference type都创建在heap（但是指向reference type空间的变量还是位于stack）。Stack是先进后出的，heap是一个flat的空间，自由分配和回收。
• C#中所有的class都是System.Object的子类，System.Object/object类型的变量可以refer向任何reference type；object类型的变量也可以refer向value type，但是因为所有的reference必须位于heap，所以heap中会分配一块区域拷贝value type的value，然后让object变量指向heap中的这块区域。这种自动将stack中的item拷贝到heap的行为称为boxing。通过cast将object中指向的value type重新赋值给某个value type变量（二者的类型必须严格匹配，即使能隐式转换也不行）的过程叫unboxing。
• 如果你想要在C#使用指针，必须在方法内部使用unsafe{}将使用指针的代码包含起来，或者对方法本身使用unsafe修饰；同时在编译代码的时候必须使用/unsafe选项。
• C#中，enum和struct都是value type；可以指定enum的基础类型（byte/sbyte/short/ushort/int/uint/long/ulong）；struct可以包含field/method/constructor；你不能为struct声明一个default constructor，因为编译器总是会替你生成一个（将所有的field设置成0/false/null），如果你自己定义了struct的非default constructor，其中必须明确初始化所有的field（class则不必）；在class中，可以在声明instance field的时候初始化，struct则不允许；class可以有base class，struct不能继承；为了确保struct类型变量中所有field都被初始化，也要和class类型的变量一样使用new来调用构造函数；在初始化了某个struct类型变量后，可以将其assign给另一个struct变量。
• C#中使用int[]，int[,]来定义Array变量（不必说明大小），使用new来实际分配空间（说明大小，打下可以是动态生成的，同时会自动初始化元素）；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}，初始化数值的个数必须和Array的size严格匹配；所有对Array的访问是有边界检查的；Array具有Length属性，可以用于确认其中包含了多少元素；foreach总是从Index 0开始只读地遍历整个Array；Array具有CopyTo/Copy/Clone方法用于拷贝Array的元素到另一个Array。
• C#中Collection位于System.Collections，其包含的元素类型是object（这意味着你向其中插入/删除value type的时候总是需要boxing/unboxing）。
• 如果想要动态操作Array，包括改变大小、插入、删除元素，最好使用ArrayList类（具有Remove/RemoveAt/Add/Insert方法，也具有Count属性）；如果要实现一个FIFO的队列，可以使用Queue类，包含Enqueue/Dequeue方法；如果要实现一个LIFO的栈，可以使用Stack类，包含Push/Pop方法；如果想实现哈希表，可以使用Hashtable类，使用foreach遍历的时候得到DictionaryEntry类，其包含key/value元素；如果要实现一个排序列表，可以使用SortedList类，其也包含key/value，但总是按照key自动排序的
• Array永远是可读可写的，而Collection中的所有类可以通过ReadOnly方法变为只读。
• 如果你的方法希望使用可变数量的参数表，可以通过Parameter Array的方式，例如public static int Min(params int[] paramList)，这点类似于C/C++中的varargs宏（位于stdarg.h）；参数数组只能是一维的，方法重载的时候不能生成仅有params关键字不同的方法（也不能生成有潜在模糊性的重载函数），params array不能使用ref或out修饰，params array必须是最后一个参数，在函数重载的时候，non-params的方法总是优先于params方法。
• 使用params object[]作为参数就可以向方法传递任意数量、任意类型的参数。

（待续：本系列第二篇将主要描述C#中继承、接口等方面的差异性）