很多人说C#是微软用来和Java抗衡的武器,因为二者在很大程度上有着惊人的相似,尽管如此,两者不同的地方也很多,所谓“于细微处见差异”。那么两者的相似和区别都在什么地方呢?我们从今天开始,会从各个角度来对比C#和Java的特点,希望能对正在学习、使用C#的朋友有所帮助。


1、C#和.NET平台的概貌 1 J$ T; N! A0 /- w' i5 r7 V

  2000年6月,微软发布C#语言和.NET平台。C#语言是一种强类型的,面向对象的语言,它具有语法简单、表达力强的特点,而.NET平台则是构成微软的“.NET计划”的基石 2 w0 P' R7 s4 b( i" n3 c8 u. V# p# C

  .NET平台的核心包括两方面,一方面就是著名的通用语言运行机(Common LanguageRuntime),虽然这个名词起得晦涩了点,不过大家可以拿它和Java的虚拟机来作比较,二者完成的任务大致相同;另一方面就是一大堆通用函数库,这些库函数可以被多种语言调用,并且通过编译都产生一种共同的中间语言(Intermediate Language),这种语言也可以拿Java的字节码来类比,虽然完成的方式有些不一样。 6 ], ?+ J2 H1 M' U" z: D8 i; N; o2 f


2、C#和Java % a6 _  K9 u2 d+ T. l4 l

  下面简单地把C#和Java的相似处列出来,虽然在这里我们重点讨论的是C#和Java的不同点,但是了解一下二者的相同之处也是很有必要的。 , c  ]$ _$ K: h7 V

  二者都编译成跨平台的、跨语言的代码,并且代码只能在一个受控制的环境中运行 ) Q6 z3 Z0 O$ W4 }0 q- N( C

  自动回收垃圾内存,并且消除了指针(在C#中可以使用指针,不过必须注明unsafe关键字) & P0 q" A/ o/ [3 o) z( y+ E/ L! ]

  都不需要头文件,所有的代码都被“包(package)”限制在某个范围内,并且因为没有头文件,所以消除了类定义的循环依赖 % {8 a. q8 a: A

  所有的类都是从对象派生出来,并且必须使用New关键字分配内存 3 A4 {6 c3 K/ ]* q: m2 g

  用对象加锁的方式来支持多线程

  都具有接口(interface)的概念 & O$ Z5 l' P( z" C$ D" H

   内部类

  继承类的时候不会以某种特定的访问权限来继承;

  没有全局函数或者常量,一切必须属于类;

  数组或者字符串都自带长度计算和边界检查; 4 Q, M- [3 Y/ c( B) b& C1 n" l/ U

  只使用“.”操作符,没有“->”和“::”;

  “null”、“boolean”和“bool”成为了关键字; 2 @0 z7 I* Y& r$ f1 }# K

  任何变量均在使用前进行初始化;

  不能使用整数来返回到if条件语句中,必须使用布尔值; ; i2 F) u7 r; M

  “Try”模块后可以有“finally” ;


3. 属性(Property)

  属性的概念对大家来说应该是很熟悉的,类成员函数可以自由地访问本类中的任何属性成员。不过若要从一个类中去访问另一个类中的属性,那就比较麻烦了,所以很多时候我们使用Getxxx和Setxxx方法,这样看起来显得极不自然,比如用Java或者C++,代码是这样的: : X* T5 p; M  j2 a( Y" V! h

foo.setSize (getSize () + 1); & c! x; P- Q1 B: {4 R
   label.getFont().setBold (true); ( h5 }% _& h& m' a# s6 n

  但是,在C#中,这样的方法被“属性化”了。同样的代码,在C#就变成了:

foo.size++;
   label.font.bold = true; " j- c! /4 T1 K! I+ A' h0 [% Y( a( D

  可以看出来,C#显然更容易阅读和理解。我们从这个“属性方法”的子程序代码中,也可以看到类似情况:

Java/C++:
public int getSize()
{
    return size;
} : K) ]) S* U5 b; U( r4 ^' r% x
public void setSize (int value)
{
    size = value;
}
C#:
public int Size
{ + c- L5 e' W( v+ l
  get{return size;}
  set{size = value;} 4 G$ k# l- |0 ~
}

  为了区分这种属性化的方法和类的属性成员,在C#中把属性成员称作“域(field)”,而“属性”则成为这种“属性化的方法”专用的名词。顺便说一句,其实这样的属性化方法在VB和DELPHI中是经常碰到的,在VB中它也就叫属性。

  另外,在C#中Get和Set必须成对出现,一种属性不能只有Get而没有Set(在Java和C++中就可以只有Get或者只有Set),C#中这样做的好处在于便于维护,假如要对某种属性进行修改,就会同时注意Get和Set方法,同时修改,不会改了这个忘了那个。


4、对象索引机制(Indexer)

  C#中引入了对象索引机制。说得明白点,对象索引其实就是对象数组。这里和上一节中的属性联系起来讲一下,属性需要隐藏Get和Set方法,而在索引机制中,各个对象的Get或者Set方法是暴露出来的。比如下面的例子就比较清楚地说明了这一点。

public class Skyscraper / U# G; x$ ^, s6 v" `; Z
{
  Story[] stories; & Q1 }3 Z0 b3 B. E2 J( N& j
  public Story this [int index] {
     get {
     return stories [index]; % Z' D( f7 S! o
     }
     set { ! I, h5 V7 K/ p; V9 X; E: @! c
     if (value != null) { . ]+ M, I# S! g( ?- S8 w; c
       stories [index] = value;
     } ! z0 L! k- g  C( c6 r# N: x
     } ( N* H; k! {% R# L8 Q* d+ }& @
  } ! v' w; h3 N' L& [5 Y4 V$ Y% p
... - W. Y$ /* @- _% {, _$ g2 d
}


5. 指代(Delegate) & b* i  o5 p8 C$ b3 G9 /

   指代这个玩意很特别,它有点象指针,但又不完全是,不过大家还是可以把它理解  为一种类型安全的、面向对象的指针。(什么是类型安全和面向对象就不用讲了吧?)顺便提一句,有很多书上把Delegate翻译成代理,我觉得这样翻不够确切,翻译成“指代”更恰当些,道理上吻合,并且还符合它的本来意思——微软本来就是用Delegate来 5 S* ~7 D; Z; /3 ^2 ~$ w4 D

 “取代指针”,所以叫“指代”,呵呵。

   说起指代,也许至今Sun还会对它愤愤不已,为什么呢?因为在Sun的标准Java中是没有这个东西的,它是微软99年发布的MSVJ++6添加的“新特性”。为此,两家公司吵得不亦乐乎,并且还专门在网上写了大量文章互相攻击,有兴趣的朋友可以去看看(只有英文版)。

 

http://www.Javasoft.com/docs/white/delegates.html5 |+ q  n( i4 Q0 Z& P8 g


http://msdn.microsoft.com/visualj/technical/articles/delegates/truth.asp1 f/ E0 a# V8 g2 P2 p/ x7 x( }


   话归正传,指代有什么特点呢?一个明显的特点就是它具有了指针的行为,就好象从Java又倒回到了C++。在C#中,指代完成的功能大概和C++里面的指针,以及Java中的接口相当。但是,指代比起C++的“正宗指针”来又要高明一些,因为它可以同时拥有多个方法,相当于C++里面的指针能同时指向多个函数,并且是类型安全的,这一点体现了它的“对象”特性;而比起Java的接口来,指代高明的地方在于它能可以不经过内部类就调用函数,或者用少量代码就能调用多种函数,这一点体现了它的“指针”特性。呵呵,很有“波粒二象性”的味道吧?指代最重要的应用在于对于事件的处理,下一节我们将重点介绍。

( j6 |  @# f* |0 d

6、事件(Event) ) B- @7 Q3 Z, l! A; v8 m' F

  C#对事件是直接支持的(这个特点也是MSVJ所具有的)。当前很多主流程序语言处理事件的方式各不相同,Delphi采用的是函数指针(这在Delphi中的术语是“closure”)、Java用改编类来实现、VC用WindowsAPI的消息系统,而C#则直接使用delegate和event关键字来解决这个问题。下面让我们来看一个例子,例子中会给大家举出声明、调用和处理事件的全过程。

( [; [6 A: b& g7 B* f# D
//首先是指代的声明,它定义了唤醒某个函数的事件信号 + f' R" U# h% {! /
public delegate void ScoreChangeEventHandler (int newScore, ref bool cancel)
; 8 f" E  D" X5 g4 s/ q1 {! |
//定义一个产生事件的类
public class Game
{ & B2 P( i. j; r# r9 r& N6 Z2 l
// 注意这里使用了event关键字
public event ScoreChangeEventHandler ScoreChange; 0 R. ^1 K& }! f  ~/ n+ M
   int score; 3 V2 y4 M* H$ j* T
   // Score 属性
   public int Score
   {
   get {
     return score; 7 w+ r! C' S: `! ^$ R
   }
   set { % z: K" G2 V, F- Z: j3 o
     if (score != value) # O4 G% x% a1 f% o
     {
     bool cancel = false; 3 V, H2 Z6 W* T4 q/ U6 S
     ScoreChange (value, ref cancel); & ~! i' d4 z4 x
     if (! cancel) " d$ _( `  /( M7 B8 [
     score = value;
     } 7 T0 M  b$ T! v; c
   } * v# q4 N0 B& /3 o2 S- R
}
// 处理事件的类 1 Q' O& H8 r+ S
public class Referee
{
public Referee (Game game)
{
   // 裁判负责调整比赛中的分数变化
   game.ScoreChange += new ScoreChangeEventHandler (game_ScoreChange); , b* F0 I9 H, ]- L" }7 ^0 G7 O
} ) U4 b$ n; A% k9 `$ o
// 注意这里的函数是怎样和ScoreChangeEventHandler的信号对上号的
private void game_ScoreChange (int newScore, ref bool cancel)
{ 7 _# X, N) s$ C  d* k
   if (newScore < 100) + c+ c3 O5 u+ v3 R% l" B/ C* ]
   System.Console.WriteLine ("Good Score");
   else
   {
   cancel = true;
   System.Console.WriteLine ("No Score can be that high!");
   } 5 ]- q. F% T# R
}
} # T$ g+ s. w8 A- f
// 主函数类,用于测试上述特性 8 ?  b7 M1 a( c" z, E, Q6 U  q
public class GameTest
{
public static void Main () . v, a8 @- H  {/ s* z
{
   Game game = new Game ();
   Referee referee = new Referee (game);
   game.Score = 70;
   game.Score = 110; & ^% d' K+ g; U% {
} 7 l; p& /4 g( f/ ?
} 8 P8 m$ t# /) N& A

  在主函数中,我们创建了一个game对象和一个裁判对象,然后我们通过改变比赛分数,来观察裁判对此会有什么响应。

  请注意,我们的这个系统中,Game对象是感觉不到裁判对象的存在的,Game对象在这里只负责产生事件,至于有谁会来倾听这个事件,并为之作出反应,Game对象是不作任何表态的。 . i# B8 S5 m- d6 o1 [/ L/ D7 ?/ T( _

  我们注意到,在裁判类的Referee函数中,Game.ScoreChange后面使用了+=和-=操作符,这是什么意思呢?回到我们定义ScoreChange的地方,可以发现ScoreChange是用event关键字修饰的,那么这里的意思就很明白了:ScoreChange是一个事件,而事件被触发后需要相应的事件处理机制,+=/-=就是为这个事件增加/移除相对应的事件处理程序,而且,并不是一个事件只能对应一个处理程序,我们还可以用这两个操作符为同一事件增加/移除数个事件处理程序。怎么样?很方便吧!

  在实际应用中,和我们上面讲的(竞赛-裁判)机制很相近的系统就是图形用户界面系统了。Game对象可以看作是图形界面上的小零件,而得分事件就相当于用户输入事件,而裁判就相当于相应的应用程序,用于处理用户输入。

  指代机制的首次亮相是在MSVJ里,它是由Anders Hejlsberg发明的,现在又用到了C#中。指代用在Java语言中的后果,则直接导致了微软和Sun之间对类和指针的关系产生了大量的争论和探讨。有意思的是,Java的发明者James Gosling非常幽默地称呼指代的发明者Anders Hejlsberg为“‘函数指针’先生”,因为Anders Hejlsberg总是想方设法地把指针变相地往各种语言中放;不过有人在看了Java中大量地使用了各种类后,也戏称Java的发明者James Gosling为“‘全都是类’先生”,真是其中滋味,尽在不言中啊。