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c#、java区别浅析

  

  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

  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。

  .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 language runtime),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。

2、c#和java

  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。

  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

  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)

  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

  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

  用对象加锁的方式来支持多线程

  都具有接口(interface)的概念

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 

  只使用“.”操作符,没有“->”和“::” 

  “null”、“boolean”和“bool”成为了关键字 

  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 

  “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:

  foo.setsize (getsize () + 1) 
  label.getfont().setbold (true) 

  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 

  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 
}

public void setsize (int value)
{
  size = value 
}

c#:
public int size
{
 get{return size }
 set{size = value }
}

  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
{
 story[] stories 
 public story this [int index] {
  get {
   return stories [index] 
  }
  set {
   if (value != null) {
    stories [index] = value 
   }
  }
 }
...
}

skyscraper empirestate = new skyscraper (...) 
empirestate [102] = new story ("the top one", ...) 

  呵呵,有了这种特性,我们就再不用怕课堂上老师叫我们写对象数组这种程序了。 
5. 指代(delegate) 
  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“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)。
//www.javasoft.com/docs/white/delegates.html 
//msdn.microsoft.com/visualj/technical/articles/delegates/truth.asp 

  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。

6、事件(event)

  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。


//首先是指代的声明,它定义了唤醒某个函数的事件信号
public delegate void scorechangeeventhandler (int newscore, ref bool cancel) 

//定义一个产生事件的类
public class game
{
 // 注意这里使用了event关键字
 public event scorechangeeventhandler scorechange 
  int score 
  // score 属性
  public int score
  {
   get {
    return score 
   }
   set {
    if (score != value)
    {
     bool cancel = false 
     scorechange (value, ref cancel) 
     if (! cancel)
     score = value 
    }
  }
}


// 处理事件的类
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) 
 }

 // 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)
 {
  if (newscore < 100)
   system.console.writeline ("good score") 
  else
  {
   cancel = true 
   system.console.writeline ("no score can be that high!") 
  }
 }
}

// 主函数类,用于测试上述特性
public class gametest
{
 public static void main () 
 {
  game game = new game () 
  referee referee = new referee (game) 
  game.score = 70 
  game.score = 110 
 }
}

  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。

  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。 

   


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