Симон Робинсон - C# для профессионалов. Том II
Следующая часть кода в версиях C# и C++ очень похожа, в обоих используется инструкция using для указания пространства имен, в котором должны искаться все символы. Единственное различие является синтаксическим: в C# применяется инструкция namespace, в то время как в C++ используется using namespace.
Многие разработчики C++ привыкли использовать старую библиотеку C++, что означает включения файла iostream.h, а не файла iostream, и в этом случае инструкция using namespace std является ненужной. Старая библиотека C++ официально опротестована и не будет больше поддерживаться версией Visual Studio 8 (версией, за которой последует Visual Studio.NET). Приведенный выше пример демонстрирует, как в действительности необходимо использовать библиотеку iostream в коде C++.
Точка входа: Main() и main()
Следующие элементы в примерах Hello World являются точками входа программ. В случае C++ это будет глобальная функция с именем main(). C# делает примерно то же самое, хотя в C# именем является Main(). Однако в то время как в C++ функция main() определена вне любого класса, версия C# определена как статический член класса. Это связано с тем, что C# требует, чтобы все функции и переменные были членами класса или структуры C# не допускает никаких элементов верхнего уровня в программе, за исключением классов и структур. В этом отношении C# может рассматриваться как язык, обеспечивающий более строгое следование объектно-ориентированной практике, чем это делает C++. Существенное использование глобальных и статических переменных и функций в коде C++ считается в любом случае плохой практикой программирования.
Конечно, требование, чтобы все было членом класса, приводит к вопросу о том, где должна находиться точка входа программы. Ответ состоит в том, что компилятор C# ищет статический член метод с именем Mаin(). Это может быть член любого класса в исходном коде, но только один класс должен иметь такой метод. (Если более одного класса определяем этот метод, необходимо использовать ключ компилятора, чтобы указать компилятору какой из них должен быть точкой входа программы.) Подобно своему эквиваленту в C++ Main() может возвращать либо void, либо int, хотя более распространено int. Также, подобно своему эквиваленту в C++, Main() получает такой же эквивалент аргументов либо множество произвольных параметров командной строки, переданных в программу как массив строк, либо не получает никаких параметров. Но как можно видеть из кода, строки определены в C# более интуитивно понятным образом, чем в C++. Каждый массив хранит число элементов, которое он содержит, а также сами элементы, поэтому нет необходимости передавать отдельно число строк в массиве в коде C#, как делает C# с помощью параметра argc.
Вывод сообщения
Наконец мы переходим к строкам, которые действительно выводят сообщение на консоль. а затем в окно сообщения. В обоих случаях эти строки кода используют вызов свойств из поддерживающих эти два языка библиотек. Архитектура классов в стандартной библиотеке очевидно очень отличается от архитектуры библиотеки базовых классов .NET, поэтому детали вызовов методов в этих примерах кода различны. В случае C# оба вызова делаются как вызовы статических методов на базовых классах, в то время как вывод окна сообщения в C++ должен использовать нестандартную функцию API Windows MessageBox(), которая не является объектно-ориентированной.
Базовые классы спроектированы интуитивно понятными, существенно более понятными, чем в стандартной библиотеке. Без какого-либо знания C# сразу становится ясно, что делает Console.WriteLine(). Если не знать, то трудно понять, что означает cout <<.
MessageBox.Show() получает меньше параметров, чем ее эквивалент C++ в этом примере, так как является перезагруженным. Доступны и другие перезагружаемые версии, которые получают дополнительные параметры.
Еще один момент, который легко можно пропустить: приведенный выше код показывает, что C# использует точку, т.е. символ вместо двух двоеточий :: для разрешения области действия. Console и MessageBox являются именами классов, а не экземплярами классов. Чтобы получить доступ к статическим членам классов, C# всегда требует синтаксис <ИмяКласса>.<ИмяЧлена>, в то время как C++ дает возможность выбора между <ИмяКласса>::<ИмяЧлена> и <ИмяЭкземпляра>.<ИмяЧлена> (если экземпляр класса существует и находится в области действия).
Сравнение свойств
Приведенный выше пример дает общее представление о различиях, которые будут показаны. Оставшуюся часть этого приложения мы посвятим детальному сравнению этих двух языков, периодически обращаясь к различным свойствам языков C++ и C#.
Архитектура программы
В этом разделе будет рассмотрен в очень общих терминах вопрос о том, как свойства двух языков влияют на общую архитектуру программ.
Программные объекты
В C++ любая программа состоит из точки входа (в ANSI C++ это функция main(), хотя для приложений Windows она обычно называется WinMain()), а также различных классов. структур и глобальных переменных или функций, которые определены вне любого класса. Хотя многие разработчики будут считать что хороший объектно-ориентированный проект определяется тем, насколько возможно, чтобы элементы самого верхнего уровня в коде являлись объектами C++ не требует этого. Как только что было показано, C# реализует эту идею. Он утверждает существенно более объектно-ориентированную парадигму, требуя, чтобы все элементы являлись членами класса. Другими словами, единственными объектами верхнего уровня в программе являются классы (или другие элементы, которые могут рассматриваться как специальные типы классов: перечисления, делегаты и интерфейсы). В этом случае код C# оказывается более объектно-ориентированным, чем это требует C++.
Файловая структура
В C++ синтаксис, на котором строится программа, основывается на понятии файла как единице исходного кода. Имеются, например, файлы исходного кода (файлы .срр), каждый из которых будет содержать директивы препроцессора #include для включения подходящих заголовочных файлов. Процесс компиляции содержит отдельную компиляцию каждого исходного файла, после чего эти файлы объектов компонуются для создания конечного исполнимого файла. Хотя конечный исполнимый файл не содержит никакой информации о первоначальных исходных или объектных файлах, C++ был создан таким образом, что разработчик явно кодирует в рамках выбранной структуры файлов исходного кода.
При использовании C# в ведении компилятора находятся детали соответствия отдельных файлов исходного кода. Можно поместить исходный код в один файл или в несколько файлов, но это не играет никакой роли для компилятора и нет необходимости для любого файла явно ссылаться на другие файлы. В частности, не существует требования определять элементы до ссылки на них в любом отдельном файле, как это требуется в C++. Компилятор успешно находит определение каждого элемента, где бы оно не находилось. Как побочный эффект этого, не существует в действительности никакой концепции компоновки кода в C#. Компилятор просто компилирует все исходные файлы в сборку (хотя можно определить другие варианты, к примеру, модуль — единица, которая будет формировать часть сборки). Компоновка не имеет места в C#, но она в действительности ограничивается компоновкой кода с любым существующим библиотечным кодом в сборках. В C# не существует такого понятия, как заголовочный файл.
Точка входа программы
В стандартном ANSI C++ точка входа программы является по умолчанию функцией с именем main(), которая имеет сигнатуру:
int main(int argc, char *argv)
Здесь argc указывает число аргументов, передаваемых в программу, a argv является массивом строк, задающих эти аргументы. Первый аргумент всегда является командой, используемой для выполнения самой программы. Windows несколько изменяет это. Приложения Windows традиционно начинаются с точки входа, называемой WinMain(), a DLL с DllMain(). Эти методы также получают другие множества параметров.
В C# точка входа следует аналогичным принципам. Однако в связи с требованием, что все элементы C# являются частью класса, точка входа не может быть глобальной функцией. Вместо этого, как было сказано ранее, требуется, чтобы один из классов имел статический метод-член с именем Main().
Синтаксис языка
C# и C++ используют практически идентичный синтаксис. Оба языка, например, игнорируют пробелы между инструкциями и используют точку с запятой для разделения инструкций и фигурные скобки для объединения инструкций в блоки. Все это означает, что на первый взгляд программы, написанные любым языком, выглядят очень похожими. Отметим, однако, следующие различия:
