C#/.NET 基础学习

C#是一种语言，.net是一个平台。

C#不但可以开发基于.net的应用程序，也可以开发基于WinForm的程序。

. Net 是 Microsoft 的 XML Web 服务平台，XML Web 服务能使应用程序在 Internet 上传输和共享数据。

特点

• 强类型语言，安全稳定；
• 事件驱动、完全面向对象的可视化编程语言；
• 便捷的面向组件编程的支持；
• VB简单的可视化操作和C++的高运行效率的结合；
• 托管代码和垃圾回收 (garbage collection)；

.NET框架

CLR：公共语言运行库，Common Language Runtime，.NET框架的核心组件，在操作系统的顶层并在运行期调用基类库(BCL, Base Class Library)管理程序的执行。

• 内存管理机制
• 垃圾回收机制GC (Garbage Collector)
• JIT编译器

CTS：公共类型系统，Common Type System，重要特性是所有类型都继承自公共的基类object。

基础学习

4个基础命名空间

0. 结构 - 类

struct 是值类型，隐式密封的、不能被继承，但可以实现接口。struct 成员默认是 public，有构造函数(实例、静态)，没有析构函数，不允许字段初始化。
class 是引用类型，单继承，可实现接口。class 成员默认是 private。

• 数据成员：字段、常量；
• 函数成员：属性、方法、事件、索引器、构造函数、析构函数、操作符；

1. 字段 - 属性 - 索引
字段 - 通常private，属性 - public；
属性 是指定的一组2个匹配的、称为访问器 (get 和 set) 的方法。属性是函数成员，访问器只能被隐式调用，执行代码，但不为数据存储分配内存。公有属性提供对私有字段的受控访问。
索引 是一组 get 和 set 访问器，类似属性，索引是函数成员；索引通常用于访问多个数据成员，类似数组利用索引运算符；索引不能声明为 static。访问器只能被隐式调用，可以重载，参数列表必须不同。

• 索引没有名称，但 this 是必须的；
• 参数列表中至少必须声明一个参数；

2. 静态构造函数 - (普通的)实例构造函数
实例构造函数初始化类的每个新实例，static 构造函数初始化类层次的项目。static 构造函数不能访问类的实例成员，通常用于初始化类的静态字段，静态构造函数被系统自动调用。静态字段先于实例成员被初始化，类只能有一个 static 构造函数，不能带参数、不能有访问修饰符、也不能使用 this 访问器。

[1]. 构造函数中不能调用虚方法

关于两者的具体信息参见：http://www.cnblogs.com/jiagoushi/p/3775046.html
3. 继承
单继承。
a. 重载：同一个类内的函数，函数名相同、参数列表不同；
b. 重写(覆盖)：父子类之间的函数，签名相同、返回类型相同；父类用 virtual 标识，子类用 override 标识；
c. 隐藏：默认或通过 new 显式隐藏。base.数据成员/函数名 显式访问被隐藏的成员。

• 字段：名称相同，类型相同；
• 函数：签名相同（函数名、参数列表（个数、顺序、类型、修饰符））；

4. 抽象类 abstract - 接口 interface （抽象类 - 自底向上，接口 - 自顶向下）

• 抽象类可以给出某些成员的一些实现，接口不能包含成员实现；
• 抽象类的抽象成员可以被子类部分实现，接口的成员必须被实现类全部实现；
• 一个类只能继承一个抽象类(类单继承)，但是可以实现多个接口；
• 类是对对象的抽象，抽象类是对类的抽象，接口是对行为的抽象；
• 从设计角度，抽象类和接口设计的思维过程不同(相反)：

接口
引用类型，接口可以继承接口，类和结构可以实现接口。

接口允许访问修饰符 public、protected、internal、private，接口成员不允许访问修饰符，默认 public static。

接口声明不能包含数据成员，只能包含 属性、方法、事件、索引。
类 A 实现接口 IA，将类 A 的对象引用转换为接口 IA 的引用：

• 强制类型转换：IA ia = (IA)objA；但是若类 A 未实现接口 IA，则抛出异常。
• as 运算符：IA ia = objA as IA；若类 A 未实现接口 IA，返回 null、不抛出异常。

实现接口的类可以从它的基类继承实现代码。类实现 2 个接口，2 个接口包含同名方法，类的单一实现就可以满足 2 个接口 或 显式实现每一个接口。同时可以分别获得每一个接口的独立引用。

• 接口正常实现：接口方法不包含实现代码，实现在类级别的方法中；
• 接口显式实现：接口方法包含实现代码，没有类级别的方法；

注：接口的显式实现成员只能被相应的接口引用访问，需要强制转换操作。
5. 密封类 - 抽象类 - 静态类

• a. 密封类：sealed，只能被用作独立的类，不能被继承，可实例化；
• b. 抽象类：abstract，只能被继承，不可实例化；
• c. 静态类：static，静态类是密封的。不能被继承，不可实例化；

6. 装箱 - 拆箱

• a. 装箱：隐式转换，把值类型打包到Object引用类型的一个实例中；
• b. 拆箱：显式转换，从对象中提取值类型；

implicit、explicit 和 is、as

[1]. implicit - 隐式转换，explicit - 显式转换；

public static implicit/explicit operator 目标类型(源类型 源类型变量)
注：用户自定义转换仅针对于类和结构。is-as 不能用于用户自定义转换。is-as 不能重载。

[2]. is：检查对象类型兼容性并判断能否成功转换，返回bool，不抛出异常；

• 适应范围：引用转换、装箱转换、拆箱转换，if(obj is Type) Type t = (Type)obj;

[3]. as：类似强制转换，检查对象类型兼容性并返回转换结果，不抛出异常，失败时返回null；

• 适应范围：引用转换、装箱转换，Type t = obj as Type； if(null !=t){…}
• true/成功：obj 是 Type 类型或者 obj 是 Type 类型的子类型；

对于 is，CLR 对对象类型检查了两次：is操作首先检查obj是否和Type类型兼容。若兼容，在if语句内执行转换时CLR再检查obj是否为一个Type引用并转换。对于 as，CLR 对对象类型检查了一次：as操作检查兼容性并直接转换，效率高、性能好。
参考：is - as 详解；
7. object sender - EventArgs e

• a. object sender：保存触发事件的对象的引用，指向发送通知的对象；
• b. EventArgs e：EventArgs 是包含事件数据的类的基类，在事件触发时传递数据，但是 EventArgs 不包含任何数据，所有的事件参数类都必须从 EventArgs 类派生；

8. 变体
变体分为 协变 - 抗变 两种，针对引用类型：

• a. 协变：covariance，父=子，out，只能用作方法的返回值或属性get的访问器；
• b. 抗变：contravariance，子=父，in，只能用作方法的参数；

9. 可空类型修饰符 ？ - 空接合运算符 ??
a. 可空类型允许创建普通值类型的变量并标注其有效性。可空类型是对普通值类型的 private 封装，与普通值类型可以相互转换。 Type ? nullableType; 其问号语法是通过 System.Nullable<T> 利用泛型实现，? 是System.Nullable<T>的缩写。

针对值类型，不能创建引用类型的可空类型。2个只读属性：
 -HasValue：bool 类型，标识是否有效；
 -Value：变量值；（普通值类型的值、可空类型的值、null）
b. 定义可空类型和引用类型的默认值，允许在可空类型的变量为 null 时返回一个给定值。单元运算符，左右两边数据类型必须相同或能隐形转换，右结合运算。首先检测左边的值，若为Null，则整个表达式取值为右侧的值，否则为左侧的值。

• string str = null; Console.Write(str ?? "abc"); 将输出："abc"
• string str = "s"; Console.Write(str ?? "abc"); 将输出："s"
• a??b??c == a??(b??c)

• 构造函数约束 new() 必须放在最后；
• 主约束(class/struct)至多一个，且必须放在第一位；
• 接口约束可以有多个；

只有 Type 类型或派生于 Type 类型的实参才能用于受约束的参数。

委托 - 事件

a. 委托 delegate：对函数的封装，一种引用方法的类型 (引用类型)，代表一类方法，具有相同参数列表和返回类型；
b. 事件 event：委托的一种特殊情形，事件的类型是委托，事件是委托类型的变量，事件不是类型，事件是成员(变量)且被隐式自动初始化为null；
利用”+=”增加委托的实例/静态方法，利用”-=”移除委托的实例/静态方法。事件被触发时，执行被委托的方法（调用委托来依次调用调用列表中的方法）。此处引用大话设计模式中的例子：
public delegate void CatShoutEventHandler(object sender, EventArgs e);
public event CatShoutEventHandler CatShout;
委托是面向对象、类型安全的并且是可靠受控、安全的。

• 当委托被调用时，它调用有序方法列表中的每一个方法。委托是恒定的，委托对象被创建后就不会再被改变。
• 调用空委托会抛出异常，通过把委托和null比较判断委托的调用列表是否为空，进而判断委托是否为null。

匿名方法 -> Lambda表达式
匿名方法，anonymous method，可以避免创建使用独立的具名方法，允许在创建并初始化委托或为委托增加方法时包含小段的内联inline代码。
  delegate(参数列表){语句块};
Lambda表达式避免冗余信息、简化匿名方法的语法。
总结： 从 委托事件 到 观察者模式；

枚举 ~ 枚举数 ~ 可枚举类型

枚举 enum，值类型，成员是整数值常量，可以显式为其赋值初始化，但不能使用修饰符。枚举可用于实现位标志，注意添加 [Flags] 特性。
可枚举类型是实现了GetEnumerator()方法的类型，返回用于(读取并返回)集合中数据项的枚举数，枚举数是可以依次返回集合中数据项的类对象。
参考：迭代器学习系列；自定义类实现foreach；
[-1-]. IEnumerable / IEnumerator
非泛型枚举数和可枚举类型，枚举数类通常声明为类中的嵌套类。
IEnumerator

IEnumerable

[-2-]. IEnumerable<T> / IEnumerator<T>
泛型枚举数和可枚举类型，类型安全。
总结：IEnumerable / IEnumerator 学习 - sqh

关键字/修饰符/运算符

0. object 类
C#中所有的类(型)都直接/间接继承自System.Object类(型)，值类型数据可以隐式转换为Object类型；object是引用类型，关键字object就是System.Object的别称。
■ 静态方法
[1]. public static bool Equals(object objA, object objB){}
调用实例方法Equals(object obj)，判断是否相等；
[2]. public static bool ReferenceEquals(object objA, object objB){}
判断两个对象是否引用相等;
■ 实例方法
[1]. public virtual bool Equals(object obj){}
方法需要重写用于实现根据值来判断对象是否相等；
[2]. public virtual int GetHashCode(){}：获取对象的Hash值；
[3]. public Type GetType(){}
获取当前实例的Type，查询对象的元数据来确定对象的运行时类型；
[4]. public virtual string ToString(){}：获取当前实例的字符串信息，对象的字符串表达形式；
■ 受保护方法
[1]. protected virtual void Finalize(){}
类或派生类可以访问，允许 Object 在“垃圾回收”机制回收 Object 之前尝试释放资源并执行其他清理操作；
[2]. protected object MemberwiseClone(){}：创建当前实例的浅表副本；
1. partial
a. 把类定义放在多个代码文件中；
b. 用于创建部分方法（定义声明和方法实现），不能有访问修饰符，返回值必须为 void；
2. internal
类和类成员的访问修饰符，同一程序集权限。类默认是 internal，类成员默认是 private。
protected internal：受保护的内部成员，同一程序集 or 子类权限。
参考：internal - 举例参考
嵌套类：嵌套是指类声明的位置，而不是类实例的位置。
嵌套类具有成员访问级别，默认 private，可见性具体地：
·  嵌套类型的成员对封闭类型的成员具有完全访问权限；
·  封闭类型的成员只能访问嵌套类型的public和internal成员，不能访问private和protected成员；
嵌套类型的对象访问封闭类型，需要维护封闭类型的引用。
3. using
a. using 指令：命名空间指示符
b. using 别名：类型别名指示符
一个.cs文件引用了两个不同的命名空间，但两个空间都包括一个相同名字的类型，使用别名更简洁。
using aClass = NameSpaceA.MyClass;
using bClass = NameSpaceB.MyClass;
c. using语句：资源的包装和管理 -> 隐式的 try…finally 块
定义一个范围，在范围结束时自动处理对象，自动调用这个类实例的 Dispose 方法。资源是一个实现 System.IDisposable 接口的类或结构。
4. 异常：try…catch…finally
结构化异常处理语法，标记出能处理异常的代码和指令：
 ■  try：包含可能会抛出异常的代码；
 ■  catch：抛出异常后要执行的代码，catch块可多个；
 ■  finally：始终一定会执行的代码，释放资源；
try 块是必须的，catch 和 finally 必须至少有一个。所有的异常类均派生于 System.Exception 类。
异常嵌套的处理：如果异常出现在 Method2 方法内部，但是其 catch 块没有匹配的异常处理程序， 系统沿着调用栈向上搜索到 Method1，如果找到匹配的 catch 块，系统先回到栈顶 Method2 处执行其 finally 块，然后把 Method2 从调用栈中 pop()，最后执行 Method1 的相应 catch 块和 finally 块。

 ■  throw：显式抛出异常;
- throw Exception；异常抛出后，异常实例可以被 catch 块捕获。
- throw；此种只能在 catch 块内，捕获后再重新抛出。
5. String、StringBuffer 与 StringBuilder

• String是字符串常量、定长，StringBuffer与StringBuilder是字符串变量、可变长、避免产生额外的临时变量；
• StringBuffer线程安全，StringBuilder是非线程安全

三者的执行速度 StringBuilder > StringBuffer > String

具体区别详见：String - StringBuffer - StringBuilder
string - String

• String是.NET Framework中的类，string是C#中的类，
• C#的string映射为.NET Framework的String；
• string是C#中的关键字，可以作为String或System.String的别名；

6. const 与 readonly

• const只能在声明语句中初始化，readonly可以在声明语句或构造函数中初始化
• const是编译时常量、在内存中没有存储位置，readonly是运行时常量、在内存中有存储位置
• const是静态的，readonly可以是静态字段也可以是实例字段。

7. typeof 与 GetType

• typeof：一元运算符， typeof(classA) 返回作为它的参数的任何类型的 System.Type 对象，不能重载。
• GetType：System.Object的方法， obj.GetType(); 可以调用 typeof 运算符，对任意类型的任意对象都有效。

8. Marshal.SizeOf和sizeof

参考：http://www.cnblogs.com/jxnclyk/archive/2010/06/09/1754438.html，同时考虑内存对齐的问题，特别是结构体中包含引用对象时，最好使用Marshal.SizeOf。

常用函数

1. Convert.ToInt32 - int.Parse（Int32.Parse）- int.TryParse - (int)

• Convert.ToInt32与int.Parse类似，Convert.ToInt32 内部调用了int.Parse，Convert.ToInt32 可以转换的类型较多，int.Parse只能转换数字类型的字符串；
• int.TryParse与int.Parse类似，但不会抛出异常，返回值为bool以指示解析是否成功，从而可以免去添加异常处理代码的麻烦，out参数为转换输出值；

此四者都可以解释为将类型转换为 int，eg：举例参考.
注：所有预定义的简单类型均包含静态方法 Parse，将字符串解析为相应的数据值。
2. Split
String类的内置方法，分割函数，参数可以为单个字符、多个字符、字符串。
参考：Split - 常用举例参考，Split的不同重载方法.
3. CompareOrdinal：（推荐）
将整个字符串每5个字符（10个字节）分成一组，然后逐个比较，找到第一个不相同的ASCII码后退出循环，并求出两者的ASCII码差。虽然实现麻烦，但在CLR via C#上有表明：该方法比其他方法都要快。
4. DateTime

与 ArrayList 对应的泛型集合是 List，与 HashTable 对应的泛型集合是 Dictionary。
ArrayList：是Array的复杂版本，动态数组，实现了ICollection和IList接口，针对任意类型、任意长度，非类安全型的；
具体地属性方法类似List，此处不再赘述。
HashTable：每个元素都是一个存储在DictionaryEntry对象中的键值对。keyvalue键值对均为object类型，支持任何类型的keyvalue键值对，非类安全型的；线程安全的;
遍历哈希表元素： foreach(DictionaryEntry de in ht)
哈希表排序：

1. 泛型List

2. 泛型Dictionary
在C#中，Dictionary提供快速的基于键值的元素查找。Dictionary<[key], [value]>，键必须唯一且不能为空引用null，值若为引用类型则可以为空。

注：“判断键存在”和“根据键取值”两步转化为一步，键的哈希值只计算一次，效率高。
以下三个集合类，可以进一步参考Stack - Queue - SortedList.
3. SortedList
System.Collections.SortedList类表示按键排序的键/值对的集合，可以按键或索引访问，是数组和哈希表的组合。
遍历排序列表元素：foreach(DictionaryEntry de in sList)
泛型SortedList

4. 堆栈 Stack
System.Collections.Stack类表示对象的LIFO集合，处理顺序多变。

泛型Stack

5. 队列 Queue
System.Collections.Queue类表示对象的FIFO集合，顺序处理集合中的对象

泛型Queue

集合与多线程

当有多个线程并发访问集合时，应该用System.Collections.Concurrent命名空间代替上述命名空间中的对应类型，线程安全的集合类可由多个线程同时访问：

参考：[1]. 经典.Net面试题； [2]. .Net面试题系列 0-9；