浅谈C#语言的特点

　　C#是微软公司发布的一种由C和C++衍生出来的面向对象的编程语言、运行于.NET Framework和.NET Core(完全开源，跨平台)之上的高级程序设计语言。小编带来的浅谈C#语言的特点。

　　Microsoft.NET(以下简称.NET)框架是微软提出的新一代Web软件开发模型，C#语言是.NET框架中新一代的开发工具。C#语言是一种现代、面向对象的语言，它简化了C++语言在类、命名空间、方法重载和异常处理等方面的操作，它摒弃了C++的复杂性，更易使用，更少出错。它使用组件编程，和VB一样容易使用。C#语法和C++和JAVA语法非常相似，如果读者用过C++和JAVA，学习C#语言应是比较轻松的。

　　用C#语言编写的源程序，必须用C#语言编译器将C#源程序编译为中间语言(MicroSoft Intermediate Language,MSIL)代码，形成扩展名为exe或dll文件。中间语言代码不是CPU可执行的机器码，在程序运行时，必须由通用语言运行环境(Common Language Runtime，CLR)中的既时编译器(JUST IN Time，JIT)将中间语言代码翻译为CPU可执行的机器码，由CPU执行。CLR为C#语言中间语言代码运行提供了一种运行时环境，C#语言的CLR和JAVA语言的虚拟机类似。这种执行方法使运行速度变慢，但带来其它一些好处，主要有：

　　通用语言规范(Common Language Specification，CLS)：.NET系统包括如下语言：C#、C++、VB、J#，他们都遵守通用语言规范。任何遵守通用语言规范的语言源程序，都可编译为相同的中间语言代码，由CLR负责执行。只要为其它操作系统编制相应的CLR，中间语言代码也可在其它系统中运行。

　　自动内存管理：CLR内建垃圾收集器，当变量实例的生命周期结束时，垃圾收集器负责收回不被使用的实例占用的内存空间。不必象C和C++语言，用语句在堆中建立的实例，必须用语句释放实例占用的内存空间。也就是说，CLR具有自动内存管理功能。

　　交叉语言处理：由于任何遵守通用语言规范的语言源程序，都可编译为相同的中间语言代码，不同语言设计的组件，可以互相通用，可以从其它语言定义的类派生出本语言的新类。由于中间语言代码由CLR负责执行，因此异常处理方法是一致的，这在调试一种语言调用另一种语言的子程序时，显得特别方便。

　　增加安全：C#语言不支持指针，一切对内存的访问都必须通过对象的引用变量来实现，只允许访问内存中允许访问的部分，这就防止病毒程序使用非法指针访问私有成员。也避免指针的误操作产生的错误。CLR执行中间语言代码前，要对中间语言代码的安全性，完整性进行验证，防止病毒对中间语言代码的修改。

　　版本支持：系统中的组件或动态联接库可能要升级，由于这些组件或动态联接库都要在注册表中注册，由此可能带来一系列问题，例如，安装新程序时自动安装新组件替换旧组件，有可能使某些必须使用旧组件才可以运行的程序，使用新组件运行不了。在.NET中这些组件或动态联接库不必在注册表中注册，每个程序都可以使用自带的组件或动态联接库，只要把这些组件或动态联接库放到运行程序所在文件夹的子文件夹bin中，运行程序就自动使用在bin文件夹中的组件或动态联接库。由于不需要在注册表中注册，软件的安装也变得容易了，一般将运行程序及库文件拷贝到指定文件夹中就可以了。

　　完全面向对象：不象C++语言，即支持面向过程程序设计，又支持面向对象程序设计，C#语言是完全面向对象的，在C#中不再存在全局函数、全区变量，所有的函数、变量和常量都必须定义在类中，避免了命名冲突。C#语言不支持多重继承。

　　算法例子：

　　质因数分解算法

　　我们通过这个算法例子来简单弄明白各语言之间的差异，以下给出的是部分实现代码，更详细代码需要查看源文件。

　　首先什么是质因数分解算法？即任意一个合数可以分解为多个质数相乘。

　　例如：20 = 2 * 2 * 5; 45 = 3 * 3 * 5; 210 = 2 * 3 * 5 * 7

　　按数学运算：列竖式或左右分解，拿能被整除的最小的质数做除数，不断整除得到新的得数，最后把所有的除数和最后的得数连起来就是。

　　质因数分解

　　代码实现思路：

　　先设立一个除数，从最小的质数开始，也就是2；

　　当能够被当前除数整除时，该除数就是因数，将原数字设为被整除后的结果；

　　继续从该除数开始整除新的结果，并不断循环；

　　当无法被整除时，则递增得到新的除数，继续第2步；

　　直到除数的平方大于要分解的值，终止循环。最后所有的除数与剩下的大于1的那个得数就是分解结果。

　　各种编程语言的比较：

　　一、C语言

　　C语言是面向过程的静态编译型语言，也是一切高级语言的鼻祖，可以说如今几乎所有流行的语言都有C语言的影子。C语言在底层开发，包括操作系统、驱动、中间件、图形库、数据库、网络库等开发等有着无可替代的作用。

　　C语言的生命力也是最长的，流行了近50年，至今还是开发排行榜前3的位置。C语言足够简洁清晰，没有那么多概念，也没有那么多API，性能极好，它是所有编程人员都应该掌握的.语言，可以作为计算机基础来学。

　　C语言代码实现如下，该factorize可以返回一个分解后的数组。从代码里可以看出，首先需要申请一个动态数组result，长度为len的内存空间。该数组用来保存分解数，每分解出一个数字时则追加到数组中去，数组下标也随之增加。当分解完成后，最后返回分解数的数组。

　　代码逻辑：

　　建立双循环，自最小的质数2开始不断递增遍历。

　　外层循环为是否继续分解的条件，当i的乘方小于等于要分解的数字时，说明还可以分解。i不断递增，直到i的平方大于num为止。

　　内循环则不断用num来除以约数，看能否除尽，能除尽则以得数作为新的num来继续分解，并将刚才的除数i追加到分解结果中。当i无法整除num时，说明当前i分解完成，则跳出内循环。

　　当循环终止后，最后分解的得数如果小于i的平方就没法继续分解，如果i大于1那剩下的num就是最后一个分解数。

　　二、C++语言

　　C++语言是C语言的超集，它扩充和完善了C语言。增加了类的概念，并引进了运算符重载、引用、虚函数等。C++做什么都离不开对象和类，其核心思想是多态，继承，封装。C++的语法与C几乎一致，基本上C的代码可以在C++下运行，但是C++比C语言要复杂和更难掌握，相对来讲C更加清晰易懂。

　　由于C语言相对简单，且是过程式，开发大型复杂系统或者大型软件界面时会力不从心，于是C++应运而生。其实我并不觉得C++比C好或强大，大型系统完全可以通过自己组织代码来得到良好架构，也有很多单独C语言UI库。

　　C++的生命力也很强大，几乎是很多中大型系统、游戏、桌面软件、服务端、网络通信等的首选语言，至今也在开发排行榜前5的位置。

　　这里C++代码实现与C语言一致，因为没有用到面向对象，所以没有任何区别。其他差异可以从github仓库里查看。

　　三、Java语言

　　Java语言发明于上世纪90年代，由Sun公司推出，后被Oracle收购。Java是一门面向对象编程语言，吸收了C++的各种优点，但放弃了C++里难以理解的多继承、指针等概念。同时提供了垃圾自动回收的能力，程序员再也不用手动释放内存了。

　　Java的语法与C基本一致，除了增加了类以及集合相关的概念。Java主要面向的领域是后台开发、中间件开发、Android开发、大数据开发等，目前Java是编程排行榜排名第一的语言，非常流行，作为入门学习语言非常不错。不过由于设计的过于严谨刻板导致有些臃肿，目前已有下滑的迹象。后起之秀Go、Kotlin、NodeJS、Dart无不在蚕食Java的地盘。

　　相信不久的将来，Java开发排行榜老大的地位将面临很大的挑战。跟Java非常像的是它的老对手C#，这个语言在Windows环境下那是绝对的老大，但可惜在Linux以及Mac、iOS、Android等系统下，C#几乎无人问津。Java地位岌岌可危，但C#进化得不错，前景很好，这里不再赘述。

　　这里Java版使用了ArrayList，是长度可变的列表，相比C语言使用数组来讲要方便些。代码上基本一样，如果也使用int数组，那代码就几乎一样了。Java里一切都是以Class为基础，所有内容都必须放在Class内，方法(函数)、属性(变量)不能独立于外。

　　四、JavaScript语言

　　JavaScript是网景公司在90年代不经意间发明的一种语言，起初是为了解决浏览器内交互的问题。最初的名字是LiveScript，但当时Java刚刚推出，因为从语法上也参考了Java，因此就借鉴了Java的名字，改为JavaScript。但实际上它的语言本质更接近Self及Scheme，JavaScript是一门基于对象的函数式动态编程语言。它非常灵活，语法越来越完善，看起来非常简单，但是要想真的搞明白原理，却并不容易。

　　中国有句话叫“无心插柳柳成荫”，这句话用在JavaScript身上再合适不过了。JavaScript博采众长，吸收了Self、Scheme、Java、C等语言的优势，目前已经发展成为全球使用人数最多的编程语言，在开发排行榜上也在不断攀升。

　　JavaScript是弱类型语言，其数组不限类型，也无需指定长度，使用起来非常简单易懂。整个代码写法与Java也非常像，只不过简洁了许多。

　　JavaScript除了独占浏览器编程之外，在后台开发、移动开发、桌面开发、嵌入式开发等领域均有所发挥，可以说未来不可限量。甚至有人说凡是可以用JavaScript实现的应用，最终都会用JavaScript实现。

　　五、TypeScript语言

　　Typescript是微软在2012年推出的基于JavaScript的一个变种或者称之为超集语言，完全兼容JavaScript，最后会编译成JS来执行。它主要增加了强类型和增强了面向对象，集成了接口和Type等概念，写法上与JS几无差异，有点类似于C++之于C的感觉。

　　TypeScript的发展态势也很好，在使用大型工程时，强类型和面向对象的确有些好处。随着前端工程越来越庞大，TypeScript也越来越受到欢迎。只是TypeScript由微软开发，而JS来自ECMA这个国际化标准组织。

　　且JavaScript正在不断发展变化，也在不断增加TS的那些语法糖。存在一个可能是将来有一天JS跟TS非常接近，甚至完全一致，那时候TS可能面临退出编程舞台。但JS或许并不一定会那么发展，因为那跟灵活多变的动态思路有悖。

　　因此TypeScript并不适合作为入门学习语言，而是在已经比较熟悉JavaScript的基础上再来学习TypeScript会比较好。

　　六、Python语言

　　Python是支持面向对象和面向过程，也支持函数式编程的解释型编程语言，它在语法风格上也属于C语言系。但它与其他语言所不同的是采用缩进来表示包含关系，而不是花括号。喜欢这种风格的人对此爱得要命，不喜欢的人则反感至极。

　　从语言特性上来讲，可以说Python与JS最为接近，既可以采用面向对象，也可以采用函数式。它与Java不同，没有变量类型声明关键词，方法也可以脱离于类存在。Python总体上是一个强类型语言(但因为无需明确变量类型，以及存在自动类型转换，所以也不是严格意义的强类型)。

　　看Python代码，可以说是最简单明了，最易懂。与JavaScript一样，Python也是动态脚本语言，列表(数组)也是动态可变的，其列表操作非常好用。Python很适合新手学习，因为简单，同时含括了编程的几乎所有概念。

　　Python自90年代推出，早期为增强Shell脚本，后来发展为Web后台语言，一直不温不火，后来随着大数据和人工智能的流行，Python在这两个领域里大放光彩，未来前景非常好，是最值得推荐学习的入门语言。

　　看下Python的代码量是否最少(跟JS差不多)，也最好懂？

　　七、Go语言

　　Go语言是静态编译强类型语言，由Google于2009年推出，其初衷是替代C语言做系统开发，但目前来看更多是替代Java做服务端开发。其语法风格与C十分接近，在C语言基础上增加了内存安全和垃圾自动回收功能。

　　Go语言不以类为依赖，语言非常简练，语法风格上是C和JS的混合体，变量声明是var，数组空间需要提前申请，无需括号和分号。从这段代码来看与C语言差异不大，本质上是C的变体。

　　Go语言目前在微服务和云原生领域颇受欢迎，在高并发、高可用Web应用中发挥着良好的作用，这部分有取代Java的趋势。Go语言在分布式系统、网络编程领域表现良好，目前最流行的容器编排系统Kubernetes就是Go语言编写，未来更多云原生应用会逐渐采用Go语言。

　　Go作为新贵，这几年开始在服务端大放异彩，因此如果您是新一代的开发者，那么跳过C++和Java，直接学习Go也是值得推荐的。看下Go的代码风格，您感觉舒服吗？我感觉比起Java好一些。

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