【C#学习】01–基本概念

1.1 关于C#

  C#只是一种简单安全的新型面向对象语言,继承了C的语法风格和C++的面向对象特性,不再提供对指针类型的支持(因此程序不可随便访问内存地址空间)、不再支持多重继承;

  C#的诞生意义是生成面向.NET Framework环境的代码,身为编程语言的一种,它作为开发工具而存在,本身并不是.NET的一部分;

  .NET Framework为C#提供了程序设计环境,CLR为C#程序语言提供了一个托管的运行时环境。

  C#的特点:

  1.简洁
  2.自由
  3.继承了C++的强大功能
  4.强大的Web服务器控件
  5.支持跨平台
  6.与XML(Extensible Markup Language, 可扩展标记语言,用于标记电子文件使其具有结构性)相融合

1.2 相关概念

1.2.1 .NET Framework平台
  一个集成的(integrated)、面向对象的(object-oriented)的开发平台,以公共语言运行时/公共语言运行库(Common Language Runtime, 简称CLR)为基础,主要由CLR和.NET Framework基础类库(Base Class Library, 简称BCL)两部分组成。C#语言及其编译、运行依赖的主体。

补充:.NET Framework的定位与内部层级
  .NET Framework介于操作系统和应用程序之间,负责管理运行在.NET Framework上的各种应用程序;

  .NET应用程序并不依赖于操作系统,只依赖于.NET Framework;
  底层是CLR,CLR的上层是基础类库BCL(主要作用就是为.NET程序开发提供常用类库),在BCL的上一层是Windows窗体、ASP.NET等模块(用于开发包括桌面应用程序、网络应用程序等在内的各种应用程序)。

1.2.2 CLR(Common Language Runtime)公共语言运行时、公共语言库、.NET运行时
  .NET Framework的执行环境,也是.NET Framework的核心;
  主要负责管理.NET应用程序的编译、运行以及一些基础服务,为.NET应用程序提供了一个虚拟的运行环境;
  同时还负责为应用程序提供内存分配、线程管理、垃圾回收等服务;
  对代码实施安全检查(在CLR控制下运行的代码-托管代码Managed Code)相比较C/C++程序开发时需要手动管理、释放内存,.NET Framework将这些操作自动化了,这就是.NET Framework的显著优点,但自动化的同时也导致了性能的降低。

1.2.3 CTS(Common Type System)通用类型系统
  .NET将各种不同编程语言的数据类型进行抽象诞生了CTS。不同的编程语言在.NET Framework上经过编译后都转换成了CTS类型,为不同语言的变量相互交换信息提供了保证,这就是.NET Framework支持混合语言编程的基本原理。
例如:Virsual Basic.NET定义的Integer数据类型 和 C#中定义的int类型,在 .NET Framework中都会被转换成一样的System.Int32数据类型。

1.2.4 CLS(Common Language Specification)公共语言规范
  CTS的子集,.NET平台上编写的对象之间实现互相调用、语言的互操作性实现的前提;
  CLS是一个最低标准集,所有面向.NET的编译器都支持CLS;
  CTS和CLS一起确保语言的互操作性。

1.2.5 CIL(Common Intermediate Language)通用中间语言,简称中间语言
  C#程序第一次编译后生成的托管代码(Managed Code),与处理器的指令集很相似(指令集:处理器/CPU 中用来计算和控制计算机系统的一套指令的集合);
  类似于不同编程语言中定义的数据类型在.NET Framework中都会被编译为CTS类型,不同的编程语言在.NET Framework上都会被编译为CIL;
  CIL为.NET的语言互操作性提供了支持。

1.3 C#程序运行原理

   C#程序运行主要分为两个阶段:编译期和运行期,这两个阶段中各进行一次编译

1.3.1 编译期(第一次编译)

  由CLR中的C#编译器对C#代码进行编译,输出由CIL为内容语言形式的.dll文件或.exe文件

1.3.2 运行期(第二次编译)

  CLR针对目前特定的硬件环境通过编译器(即时编译器)将CIL即时编译(JIT)为本机代码并执行

  编译为本机代码后的代码会被自动存入缓冲区,下次使用相同代码将直接从缓冲区中调用,因此相同的代码只编译一次,由此提高了程序运行的速度