1、第9章 .NET框架及其類庫,保定職業(yè)技術(shù)學(xué)院,第9章 .NET框架及其類庫,9.1 NET框架 9.2 .NET應(yīng)用程序的核心要素 9.3托管C+語言基礎(chǔ) 9.4第一個(gè)托管C+應(yīng)用程序 9.5專題討論與作業(yè)設(shè)計(jì),9.1 NET框架,1. .NET 框架的目標(biāo) .NET 框架旨在實(shí)現(xiàn)下列具體目標(biāo)： 提供一個(gè)一致的面向?qū)ο蟮木幊汰h(huán)境，而無論對(duì)象代碼是在本地存儲(chǔ)和執(zhí)行，還是在本地執(zhí)行但在 Internet 上分布，或者是在遠(yuǎn)程執(zhí)行的。 提供一個(gè)將軟件部署和版本控制沖突最小化的代碼執(zhí)行環(huán)境。 提供一個(gè)保證代碼（包括由未知的或不完全受信任的第三方創(chuàng)建的代碼）安全執(zhí)行的代碼執(zhí)行環(huán)境。 提供一個(gè)可消除腳本

2、環(huán)境或解釋環(huán)境的性能問題的代碼執(zhí)行環(huán)境。,9.1 NET框架,1. .NET 框架的目標(biāo) 使開發(fā)人員的經(jīng)驗(yàn)在面對(duì)類型大不相同的應(yīng)用程序（如基于 Windows 的應(yīng)用程序和基于 Web 的應(yīng)用程序）時(shí)保持一致。 按照工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)生成所有通訊，以確?；?.NET 框架的代碼可與任何其它代碼集成。 2. .NET框架的組成 .NET框架是一個(gè)可以構(gòu)造、發(fā)布及運(yùn)行Web服務(wù)的開發(fā)環(huán)境。 .NET框架平臺(tái)包括兩個(gè)方面：一個(gè)是運(yùn)行時(shí)引擎（Runtime Engine），另一個(gè)是基礎(chǔ)類庫（Base Class Library）。,9.1 NET框架,2. .NET框架的組成 公共語言運(yùn)行庫是.NET 框架的

3、基礎(chǔ)。用戶可以將運(yùn)行庫看作一個(gè)在執(zhí)行時(shí)管理代碼的代理，它提供核心服務(wù)（如內(nèi)存管理、線程管理和遠(yuǎn)程處理），而且還強(qiáng)制實(shí)施嚴(yán)格的類型安全以及可確保安全性和可靠性的其它形式的代碼準(zhǔn)確性。 .NET框架的另一個(gè)主要組件是類庫，它是一個(gè)綜合性的面向?qū)ο蟮目芍赜妙愋图?，可以使用它開發(fā)包含從傳統(tǒng)的命令行或圖形用戶界面 （GUI） 應(yīng)用程序到基于 ASP.NET 所提供的最新創(chuàng)新的應(yīng)用程序（如 Web 窗體和 XML Web services）在內(nèi)的應(yīng)用程序。,9.1 NET框架,9.1 NET框架,3.NET應(yīng)用程序開發(fā)的類型 客戶端應(yīng)用程序在基于 Windows 的編程中最接近于傳統(tǒng)風(fēng)格的應(yīng)用程序。這些

4、是在桌面上顯示窗口或窗體從而使用戶能夠執(zhí)行任務(wù)的應(yīng)用程序類型?？蛻舳藨?yīng)用程序包括諸如字處理器和電子表格等應(yīng)用程序以及自定義的業(yè)務(wù)應(yīng)用程序（如數(shù)據(jù)輸入工具、報(bào)告工具等等）?？蛻舳藨?yīng)用程序通常使用窗口、菜單、按鈕和其它 GUI 元素，并且它們可能訪問本地資源（如文件系統(tǒng)）和外圍設(shè)備（如打印機(jī)）。 服務(wù)器應(yīng)用程序開發(fā)在托管領(lǐng)域中，服務(wù)器端應(yīng)用程序是通過運(yùn)行庫宿主實(shí)現(xiàn)的。非托管應(yīng)用程序承載公共語言運(yùn)行庫，后者使用戶的自定義托管代碼可以控制服務(wù)器的行為。此模型在獲得主服務(wù)器的性能和可伸縮性的同時(shí)提供給公共語言運(yùn)行庫和類庫的所有功能。 ASP.NET 是使開發(fā)人員能夠使用.NET框架開發(fā)基于Web的應(yīng)用程

5、序的宿主環(huán)境。,9.2 .NET應(yīng)用程序的核心要素,1運(yùn)行時(shí)庫 .NET框架提供了一個(gè)運(yùn)行時(shí)環(huán)境，這個(gè)環(huán)境叫做通用語言運(yùn)行時(shí)（Common Language Runtime，簡(jiǎn)稱CLR）。CLR可以管理代碼的執(zhí)行，并提供給開發(fā)人員進(jìn)行開發(fā)時(shí)所需的服務(wù)。開發(fā)人員可以利用編譯器和開發(fā)工具具有的運(yùn)行時(shí)功能來開發(fā)托管的應(yīng)用程序，托管應(yīng)用程序使用的代碼是由專門對(duì)CLR提供支持的編譯器生成的托管代碼。這種托管代碼可以在設(shè)計(jì)和運(yùn)行時(shí)，享受到跨語言集成、跨語言異常處理及統(tǒng)一調(diào)試等帶來的好處。 公共語言運(yùn)行庫具有如下功能：公共語言運(yùn)行庫管理內(nèi)存、線程執(zhí)行、代碼執(zhí)行、代碼安全驗(yàn)證、編譯以及其它系統(tǒng)服務(wù)。,9.2

6、.NET應(yīng)用程序的核心要素,2中間語言 從表面上看托管的應(yīng)用程序和以前的應(yīng)用程序沒有什么不同，當(dāng)開發(fā)人員使用一種開發(fā)工具（例如VC+.NET），對(duì)符合.NET應(yīng)用程序要求的源代碼進(jìn)行編譯后，就會(huì)得到一個(gè)PE格式的可執(zhí)行文件，這個(gè)文件里存儲(chǔ)的不是我們所熟悉的本機(jī)代碼，而是稱為MSIL的中間語言代碼。 在可以執(zhí)行代碼前，必須將MSIL轉(zhuǎn)換為CPU特定的代碼，這通常是通過實(shí)時(shí) （JIT） 編譯器完成的。由于公共語言運(yùn)行庫為它支持的每種計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)都提供了一種或多種 JIT 編譯器，因此可以在任何受支持的結(jié)構(gòu)上對(duì)同一組 MSIL 進(jìn)行 JIT 編譯和執(zhí)行。,9.2 .NET應(yīng)用程序的核心要素,3 JIT

7、編譯器 在可以執(zhí)行Microsoft中間語言 （MSIL） 之前，它必須由.NET框架實(shí)時(shí) （JIT） 編譯器轉(zhuǎn)換為本機(jī)代碼。本機(jī)代碼是運(yùn)行于 JIT 編譯器所在的同一計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)上的CPU特定的代碼。由于公共語言運(yùn)行庫為每種受支持的CPU結(jié)構(gòu)都提供了JIT編譯器，開發(fā)人員可以編寫一組可在不同結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)上進(jìn)行JIT編譯和執(zhí)行的MSIL。 JIT編譯考慮了在執(zhí)行過程中某些代碼可能永遠(yuǎn)不會(huì)被調(diào)用的事實(shí)。它不是花時(shí)間和內(nèi)存將可移植可執(zhí)行 （PE） 文件中的所有MSIL轉(zhuǎn)換為本機(jī)代碼，而是在執(zhí)行期間根據(jù)需要轉(zhuǎn)換MSIL并存儲(chǔ)結(jié)果本機(jī)代碼供后面的調(diào)用使用。,9.2 .NET應(yīng)用程序的核心要素,4程序集

8、一個(gè)Visual C+應(yīng)用程序可以包含一個(gè)或多個(gè)程序集。程序集是類型和資源的集合，創(chuàng)建類型和資源的目的是為了共同工作和形成一個(gè)功能上的邏輯單元。程序集是可以在CLR下被共享和重用的功能單元，是具有可重用、版本化的和自我描述（通過元數(shù)據(jù)描述）的應(yīng)用程序模塊。它是可版本化的最小的單元。程序集可以分為動(dòng)態(tài)程序集和靜態(tài)程序集。不論是哪一種程序集，其中都有一個(gè)描述程序集中的元素如何相互關(guān)聯(lián)的“額外”數(shù)據(jù)集合。元數(shù)據(jù)包含在一個(gè)配件清單中（manifest）中。 5應(yīng)用程序域 應(yīng)用程序域提供安全而通用的處理單元，公共語言運(yùn)行庫可使用它來提供應(yīng)用程序之間的隔離。可以在具有同等隔離級(jí)別單個(gè)進(jìn)程中運(yùn)行幾個(gè)應(yīng)用程序

9、域，而不會(huì)造成進(jìn)程間調(diào)用或進(jìn)程間切換等方面的額外開銷。在一個(gè)進(jìn)程內(nèi)運(yùn)行多個(gè)應(yīng)用程序的能力顯著增強(qiáng)了服務(wù)器的可伸縮性。,9.2 .NET應(yīng)用程序的核心要素,6 .NET框架類庫和命名空間 .NET 框架類庫是一個(gè)與公共語言運(yùn)行庫緊密集成的可重用的類型集合。該類庫是面向?qū)ο蟮?，并提供用戶自己的托管代碼可從中導(dǎo)出功能的類型。這不但使 .NET 框架類型易于使用，而且還減少了學(xué)習(xí) .NET 框架的新功能所需要的時(shí)間。此外，第三方組件可與 .NET 框架中的類無縫集成。 集合類將與 .NET 框架中的類無縫地混合。正如對(duì)面向?qū)ο蟮念悗焖Ｍ哪菢樱?NET 框架類型能夠完成一系列常見編程任務(wù)（包括諸如字

10、符串管理、數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)庫連接以及文件訪問等任務(wù)）。除這些常見任務(wù)之外，類庫還包括支持多種專用開發(fā)方案的類型。,9.2 .NET應(yīng)用程序的核心要素,9.3托管C+語言基礎(chǔ),1托管類型 托管C+語言與傳統(tǒng)的C+語言相比，語法上沒有多大的變化，但是在數(shù)據(jù)類型上有了很大的改變，對(duì)于托管C+語言我們首先要學(xué)習(xí)托管數(shù)據(jù)類型。C+語言可以包含托管類型和非托管類型。托管類型是一種數(shù)據(jù)類型，該數(shù)據(jù)類型在托管堆上實(shí)例化（一般使用new 操作符），從不會(huì)在非托管堆或者棧上創(chuàng)建。托管類型是一種可以被CLR自動(dòng)垃圾回收的類型，不需要用delete操作符來釋放對(duì)象，此類對(duì)象不能直接刪除。非托管類型是一種為垃圾回收器所忽

11、略的數(shù)據(jù)類型，程序員需要用delete操作符來釋放非托管類型的對(duì)象所占用的內(nèi)存。 托管C+類型總體上分為值類型和引用類型。值類型又分為內(nèi)置值類型（如整數(shù)類型、浮點(diǎn)類型）、用戶定義值類型、枚舉類型；引用類型又分為自描述類型、指針類型和接口類型。,9.3托管C+語言基礎(chǔ),2.值類型 大多數(shù)編程語言提供內(nèi)置的數(shù)據(jù)類型（比如整數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)），這些數(shù)據(jù)類型會(huì)在作為參數(shù)傳遞時(shí)被復(fù)制（即它們通過值來傳遞）。在 .NET 框架中，這些稱為值類型。運(yùn)行庫支持兩種值類型：內(nèi)置值類型和用戶定義的值類型。 （1）內(nèi)置值類型 .NET 框架定義了內(nèi)置值類型（如 System.Int32 和 System.Boolean）

12、，它們對(duì)應(yīng)于編程語言使用的基元數(shù)據(jù)類型并與之相同。表9. 2列出了 .NET 框架支持的一些值類型，簡(jiǎn)要描述了每個(gè)類型，并指示C+ 托管擴(kuò)展中的相應(yīng)類型。表中還包括 Object 和 String 類的項(xiàng)，這些項(xiàng)在許多語言中都有相應(yīng)的關(guān)鍵字。,9.3托管C+語言基礎(chǔ),（2）自定義值類型 值類型和垃圾收集類不同，前者可以在運(yùn)行時(shí)堆棧上分配并且在特定條件下可以被當(dāng)作靜態(tài)變量或堆分配變量。值類可以在類或結(jié)構(gòu)聲明之前添加_value關(guān)鍵字。值類的定義方式如下： _value class_spcifier 或者 _value struct_specifier 例如，下面的代碼定義了兩個(gè)值類： _valu

13、e class myClassA ;,9.3托管C+語言基礎(chǔ),3.垃圾回收類 垃圾回收類又稱為引用類型，前面我們已經(jīng)提到了“垃圾收集”，對(duì)于程序員來講，垃圾收集類為我們提供了幾方面的功能：其一是，在垃圾收集堆上創(chuàng)建對(duì)象的速度比傳統(tǒng)的Win32堆上快；其二是，在垃圾收集堆上創(chuàng)建的對(duì)象可以被系統(tǒng)自動(dòng)回收，不必對(duì)資源進(jìn)行人工釋放。垃圾收集類的定義方法是使用_gc關(guān)鍵字，使用格式如下： _gc class_specifier _gc struct_specifier _gc interface_specifier,9.3托管C+語言基礎(chǔ),（1）接口類型 在托管的C+中，接口類型體現(xiàn)了托管的優(yōu)點(diǎn)，定義托

14、管的關(guān)鍵字為_interface，如果定義一個(gè)托管的C+接口，在_interface前面還需加上_gc關(guān)鍵字。下面是定義一個(gè)托管接口的代碼： /定義一個(gè)托管的C+類接口 _gc_interface Imyinterface void Method1（）; ;,9.3托管C+語言基礎(chǔ),（2）指針類型 指針是特殊類型的變量。運(yùn)行庫支持三種指針：托管指針、非托管指針和非托管函數(shù)指針。 托管指針（也稱為 _gc 指針）是托管應(yīng)用程序使用的一種新型指針。托管指針指向公共語言運(yùn)行庫堆的托管內(nèi)存塊。此堆上執(zhí)行自動(dòng)垃圾回收。托管指針是為通過引用傳遞的方法參數(shù)而產(chǎn)生的。某些語言提供了產(chǎn)生托管指針的其它方式。只有

15、托管指針才符合 CLS。 不需要顯式定義指針類型。在聲明指針時(shí)，就確定了指針類型所需的所有信息。當(dāng)指針類型為引用類型時(shí)，指針類型的值不是對(duì)象，而且無法從這樣的值確定準(zhǔn)確的類型。,9.3托管C+語言基礎(chǔ),（3）數(shù)組類型 數(shù)組類型是通過指定數(shù)組的元素類型、數(shù)組的秩（維數(shù)）和數(shù)組每個(gè)維度的上限和下限來定義的。盡管它們可能是在動(dòng)態(tài)（而非靜態(tài)）提供時(shí)標(biāo)記的，但所有這些都包含在數(shù)組類型的任何簽名中。精確的數(shù)組類型是在需要時(shí)由運(yùn)行庫自動(dòng)創(chuàng)建的，不需要單獨(dú)定義數(shù)組類型。給定類型的數(shù)組只能保存該類型的元素。 數(shù)組類型的值是對(duì)象。數(shù)組對(duì)象定義為存儲(chǔ)數(shù)組元素類型的值的一系列位置。重復(fù)值的數(shù)量由數(shù)組的秩和邊界來確定。

16、 數(shù)組類型從類型 System.Array 繼承而來。此類表示所有的數(shù)組，不論它們的元素類型或它們的秩如何。對(duì)數(shù)組定義的操作有：根據(jù)大小和下限信息分配數(shù)組；編制數(shù)組索引以讀取或?qū)懭胫?；?jì)算數(shù)組元素的地址（托管指針）；以及查詢秩、邊界和數(shù)組中存儲(chǔ)的值的總數(shù)。,9.3托管C+語言基礎(chǔ),4.封箱與拆箱 在編寫程序時(shí)應(yīng)該盡量減少使用引用類型，多使用值類型。但是，為了實(shí)現(xiàn)跨語言的操作，需要將值類型轉(zhuǎn)換成引用類型，而在本地應(yīng)用時(shí)為了節(jié)省資源，又需要作相反的工作。由值類型到引用類型的轉(zhuǎn)換就是封箱，由引用類型到值類型的轉(zhuǎn)換就是拆箱。 對(duì)一個(gè)對(duì)象或者結(jié)構(gòu)進(jìn)行封箱要使用_box關(guān)鍵字。如果想讓對(duì)象或結(jié)構(gòu)成為托管的

17、封箱形式對(duì)象，只要使用_box關(guān)鍵字就行了，下面的代碼將objValueClassName轉(zhuǎn)變成封箱形式變量： _box（objValueClassName）,9.3托管C+語言基礎(chǔ),5 委托 運(yùn)行庫支持稱為委托的引用類型，其作用類似于 C+ 中函數(shù)指針的用途。與函數(shù)指針不同，委托實(shí)例獨(dú)立于它所封裝的方法的類，它與函數(shù)不同的是增加了安全機(jī)制，在調(diào)用這樣的類型變量時(shí)，并不單純依賴于地址，還必須帶有函數(shù)的參數(shù)個(gè)數(shù)、參數(shù)類型以及返回值個(gè)數(shù)和類型的詳細(xì)信息描述；最主要的是那些方法與委托的類型是兼容的。另外，函數(shù)指針只能引用靜態(tài)函數(shù)，而委托可以引用靜態(tài)和實(shí)例方法。委托主要用于 .NET 框架中的事件處理

18、程序和回調(diào)函數(shù)。 在托管C+擴(kuò)展中，委托類型由關(guān)鍵字_delegate來實(shí)現(xiàn)。所有委托都是從 System.Delegate 繼承而來的，并且有一個(gè)調(diào)用列表，這是在調(diào)用委托時(shí)所執(zhí)行的方法的一個(gè)鏈接列表。產(chǎn)生的委托可以用匹配的簽名引用任何方法。沒有為具有返回類型并在調(diào)用列表中包含多個(gè)方法的委托定義返回值。,9.3托管C+語言基礎(chǔ),6 異常處理 在程序的運(yùn)行過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些異常的情況，例如用戶輸入非法值或軟驅(qū)沒有放入軟盤等非法操作。.NET平臺(tái)（即CLR）支持異常處理，.NET框架的總的異常類是System.Exception，其中有許多處理異常類的方法，開發(fā)人員可以從這個(gè)總異常類來派生自己的異常類，來處理應(yīng)用程序中特殊問題。 下面是在托管C+代碼中處理異常的代碼：,9.3托管C+語言基礎(chǔ),try /可能會(huì)出現(xiàn)異常的代碼 catch （異常類） /出現(xiàn)對(duì)應(yīng)異常類可以處理的異常時(shí)執(zhí)行下面代碼 /否則跳過此塊 _finally