Microsoft .NET 6:C#新特性 - 接口与属性详解

最编程 2024-07-31 17:42:41

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我是荔园微风，作为一名在IT界整整25年的老兵，看到不少初学者在学习编程语言的过程中如此的痛苦，我决定做点什么，下面我就重点讲讲微软.NET6开发人员需要知道的C#特性，然后比较其他各种语言进行认识。

C#经历了多年发展，进行了多次重大创新，大幅优化了开发者的编码体验。在.NET 平台移交给.NET基金会运营后， C#更新的越来越不像原来的C#了，但总体上来说，所有改进依然以优化开发者的编码体验为最终目的。

首先，要记住一张表，如下：

C#版本发布时间 .NET版本 VS版本 CLR版本

C#1.0 2002-2 .NET Framework 1.0 VS.NET 2002 .NET Framework CLR 1.0

C#2.0 2005-11 .NET Framework 2.0 VS2005 .NET Framework CLR 2.0

C#3.0 2006-11 .NET Framework 3.0 VS2008 .NET Framework CLR 2.0

C#3.0 2007-11 .NET Framework 3.5 VS2008 .NET Framework CLR 2.0

C#4.0 2010-4 .NET Framework 4.0 VS2010 .NET Framework CLR 4.0

C#5.0 2012-2 .NET Framework 4.5 VS2012 .NET Framework CLR 4.0

C#6.0 2015-7 .NET Framework 4.6 VS2015 .NET Framework CLR 4.0

C#7.0 2016-8 .NET Framework 4.6.2 VS2017(v15) .NET Framework CLR 4.0

C#7.1 2017-4 .NET Framework 4.7 VS2017(v15.3) .NET Framework CLR 4.0

C#7.2 2017-10 .NET Framework 4.7.1 VS2017(v15.5) .NET Framework CLR 4.0

C#7.3 2018-4 .NET Framework 4.7.2 VS2017(v15.8) .NET Framework CLR 4.0

C#8.0 2019-4 .NET Framework 4.8 VS2019(v16.3) .NET Framework CLR 4.0

C#8.0 2019-9 .NETCore 3.0 VS2019(v16.4) .NETCore CLR 3.0

C#9.0 2020-11 .NET 5.0 VS2019(v16.8) .NET CLR 5.0

C#10.0 2021-11 .NET 6.0 VS2022(v17) .NET CLR 6.0

看完这张表，我真的是很感慨，从测试版开始，我居然陪伴着.NET和C#走过了二十多年，我不知道有没有微软公司的人在看这篇文章，如果有的话，不知道我这样的二十多年的.NET和C#程序员有没有机会去微软中国和微软亚洲研究院的总部去参观一下，去坐一坐，并作一下技术交流。二十多年了，人生又有几个二十多年啊。

.NET平台是基于IL中间语言的应用运行环境，面向对象语言C#是平台的主要开发语言。除此之外还有同样面向对象的C++/CLI。C++/CLI主要用于和原生C++交互，在.NET平台中仅支持Windows系统。

C#和.NET平台本来是微软为了与Java平台竞争而打造的，C#在设计时充分总结了Java的经验教训，解决了大量Java的基本设计缺陷。本着为一线开发者谋实惠的宗旨，C#设计了大量能减轻开发者的编写负担、容易理解且安全高效的实用功能。为了尽可能降低因安全措施导致性能大幅下降的影响，C#还在有限的情况下保留了C/C++语言的部分语法和功能。到了.NET时代，微软依然在运行时(Runtime)和语言两边同时进行着优化。

随着上世纪九十年代Java的发布，软件公司和开发者开始感受到基于虚拟机的托管语言所带来的好处，微软也不甘示弱，在2001年发布了.NET Framework平台和C#。提供了完整的基础面向对象支持。

接口

接口是从C++开始出现的概念，用来表示不相关的类能拥有的共同特征。由于C++支持类的多重继承，因此直接用纯抽象类和纯虚函数来实现接口的功能，并且C++中没有abstract和interface关键字，是否是接口完全看类的定义是否符合接口规范。C#和Java都增加了专门的关键字来表达相应的概念。在C#和Java中，类只允许单继承且抽象类能够包含非抽象成员，接口可以多重实现但不允许包含具体定义，这样它们就变成了不可互相替代的功能。后来Java为接口添加了默认实现功能，隐约有了多重继承的功能，而C#也在8.0版跟进了这一功能。

在C#中，实现接口的方式分为隐式实现和显式实现。隐式实现就是直接在类中定义和接口声明相同的方法，隐式实现可以直接在对象上调用。显式实现需要在方法名前包含接口名，且不能使用访问修饰符，显式实现必须先把对象转换为接口类型才能调用。一个类可以同时定义隐式实现和显式实现。显式接口实现通常在多个接口有签名冲突的方法时使用。

使用C#、C++、Java实现接口的示例代码如下所示。

(1)C#

public interface MyInterface
{
void MyMethod();
    int MyProperty { get; set;}
}

(2) C++
MyInterface.h

#pragma once

class MyInterface
{
public:
　MyInterface(){ };
  virtual ~MyInterface()=0{};
  virtual void MyMethod()=0;
　virtual int GetMyProperty()=0;
  virtual void SetMyProperty(int value)=0;
};

MyInterface.cpp

#include "MyInterface.h"

(3)Java

package com.example. coredx. practice;

public interface MyInterface{

void myMethod();
int getMyProperty();
void setMyProperty (int value);
}

属性

属性（Property)是C#的独创功能，虽然属性在本质上就是方法（在C语言中称为函数），但却是拥有严格限制和特殊语法的方法。属性源于面向对象的封装性，意指类的字段（有时在C+中也被称为属性）不应该直接暴露到外部，要保持私有，应该由可以进行安全检查或其他额外处理的公共方法间接暴露到外部。因此，提供字段值的 get方法应该没有参数且返回类型和字段类型相同，修改字段值的set方法应该有一个和字段相同类型的参数且没有返回值。

比如要定义一个三角形类，三角形的三边长度存储在三个私有的数字字段中，就应该用属性对外提供访问渠道，因为三角形的边长是不能随意设置的，首先必须是正数，其次必须满足任意两边之和大于第三边，属性就能在赋值时提供相应的验证。另外三角形应该有周长属性，但周长实际是由三个边长间接算出来的，并不保存在字段中，除非要进行缓存避免重复计算，那缓存的失效和刷新就变成另一个要解决的问题了。这个时候，只读属性可以提供间接计算的功能并且和普通字段有相同的语法外观，用户也不必关心属性是从存储数据的字段中取出来的还是临时计算出来的。

C#则直接将属性变成语言本身的功能，并为其设计了专门的语法，后来又经过几次改进最终变成现在的样子。属性也彻底解决了Java的这一问题。C++也没有属性的概念，因此C+的基本解决方法和Java差不多，都是手动定义相应的访问函数。

使用C#、C++、Java定义一个三角形类的代如下所示。

(1)C#

using System;

namespace Example
{
public class Triangle
{
     　private double aa;
  　private double bb;
private double cc;

    public Triangle(double a, double b, double c)
    {
          　if (!Validate(a, b, c) throw new ArgumentException("三边长不满足三角形的规则。")；

         aa = a;
         bb = b;
            cc = c;
        }

     public double A
 {
         get { return aa; }
         set {if (Validate (value, bb, cc)) aa=value;　}
        }
        
        public double B
 {
         get { return bb; }
         set {if (Validate (aa, value, cc)) bb=value;　}
        }
 
　     　public double C
 {
         get { return cc; }
         set {if (Validate (aa, bb, value)) cc=value;　}
        }

      public double Perimeter
 {
         get{return aa + bb + cc;}
        }

     private bool Validate(double a, double b, double c)
     {
          return (a > 0 && b > 0 && c > 0)&&(a + b > c && a + c > b && b + c> a);
     }
   }
}

在C#的set访问器中，使用隐式参数关键字value表示属性赋值时的参数。

(2) C++
Triangle.h

#pragma once
class Triangle
{
　private:
   　double aa;
     double bb;
     double cc;
 
　  　bool validate(double a, double b, double c);
　 
  public:
       　Triangle (double a, double b, double c);
      double GetA();
      void SetA(double a);
   double GetB();
   void SetB(double b);
   double GetC();
   void SetC(double c);
     double GetPerimeter();
};

Triangle.cpp

#include "Triangle.h"
#include <stdexcept>

using namespace std;

bool Triangle::Validate(double a, double b, double c)
{
return (a > 0 && b> 0 && c > 0)&& (a +b >c && a + c > b && b + c > a) ;
}

Triangle::Triangle(double a, double b, double c)
{
if (!Validate(a, b, c) throw invalid_argument("三边长不满足三角形的规则。")；
　
aa= a;
bb= b;
   cc= c;
}

double Triangle::GetA()
{
return aa;
}

void Triangle::SetA(double a)
{
if (Validate(a, bb, cc)) aa= a;
}

double Triangle::GetB()
{
return bb;
}

void Triangle::SetB(double b)
{
if (Validate(aa, b,cc)) bb= b;
}

double Triangle::GetC()
{
return c;
}

void Triangle::SetC(double c)

  　if (Validate(aa, bb, c)) cc= c;
}

double Triangle:: GetPerimeter()
{
return aa+bb+cc;
}

(3)Java

package com.example. coredx. practice;

public class Triangle{
private double aa;
   private double bb;
   private double cc;

   public Triangle(double a, double b, double c) throws Exception{
     if (!validate(a, b, c) throw new Exception("三边长不满足三角形的规则。")；

      aa = a;
      bb = b;
        　cc= c;
       } 

    public double getA()
       {
   return aa;
       }

     public void setA(double a)
   {
       if (validate(a, bb, cc)) aa= a;
   }

     public double getB()
    {
       return bb;
　      }

     public void setB(double b)
    {
          if (validate(aa, b, cc))bb= b;
    }
  
　     　public double getC()
　     {
       return cc;
       }
    
     public void setc(double c)
       {
           if (validate(aa,bb, c))cc= c;
    }

     private boolean validate(double a, double b, double c)
        {
            return (a > 0 && b > 0 && c > 0)&& (a + b > c && a +c > b && b + c >a);
     }
}

作者简介：荔园微风，1981年生，高级工程师，浙大工学硕士，软件工程项目主管，做过程序员、软件设计师、系统架构师，早期的Windows程序员，Visual Studio忠实用户，C/C++使用者，是一位在计算机界学习、拼搏、奋斗了25年的老将，经历了UNIX时代、桌面WIN32时代、Web应用时代、云计算时代、手机安卓时代、大数据时代、ICT时代、AI深度学习时代、智能机器时代，我不知道未来还会有什么时代，只记得这一路走来，充满着艰辛与收获，愿同大家一起走下去，充满希望的走下去。

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