Top Ten Traps in C# for C++ Programmers中文版(转)
2024-07-21 02:22:20
供稿：网友
【译序：c#入门文章。请注意：所有程序调试环境为microsoft visual studio.net 7.0 beta2和 microsoft .net framework sdk beta2。限于译者时间和能力，文中倘有讹误，当以英文原版为准】
在最近发表于《msdn magazine》（2001年7月刊）上的一篇文章里，我讲了“从c++转移到c#，你应该了解些什么？”。在那篇文章里，我说过c#和c++的语法很相似，转移过程中的困难并非来自语言自身，而是对受管制的.net环境的适应和对庞大的.net框架的理解。
我已经编辑了一个c++和c#语法不同点的列表（可在我的web站点上找到这个列表。在站点上，点击books可以浏览《programming c#》，也可以点击faq看看）。正如你所意料的，很多语法上的改变是小而琐细的。有一些改变对于粗心的c++程序员来说甚至是隐蔽的陷阱，本文将集中阐述十个危险的陷阱。
陷阱一.非确定性终结和c#析构器
理所当然，对于大多数c++程序员来说，c#中最大的不同是垃圾收集。这就意味你不必再担心内存泄漏以及确保删除指针对象的问题。当然，你也就失去了精确控制销毁对象时机的能力。实际上，c#中并没有显式的析构器。
如果你在处理一个未受管制的资源，当你用完时，你需要显式地释放那些资源。可通过提供一个finalize方法（称为终结器）隐式控制资源，当对象被销毁时，它将被垃圾收集器调用。
终结器只应该释放对象携带的未受管制的资源，而且也不应该引用别的对象。注意：如果你只有一些受管制的对象引用那你用不着也不应该实现finalize方法—它仅在需处理未受管制的资源时使用。因为使用终结器要付出代价，所以，你只应该在需要的方法上实现（也就是说，在使用代价昂贵的、未受管制的资源的方法上实现）。
永远不要直接调用finalize方法（除了在你自己类的finalize里调用基类的finalize方法外【译注：此处说法似乎有误，参见下面译注！】），垃圾收集器会帮你调用它。
c#的析构器在句法上酷似c++的析构器，但它们本质不同。c#析构器仅仅是声明finalize方法并链锁到其基类的一个捷径【译注：这句话的意思是，当一个对象被销毁时，从最派生层次的最底层到最顶层，析构器将依次被调用，请参见后面给出的完整例子】。因此，以下写法：
~myclass()
{
//do work here
}
和如下写法具有同样效果：
myclass.finalize()
{
// do work here
base.finalize();//
}
【译注：上面这段代码显然是错误的，首先应该写为：
class myclass
{
void finalize()
{
// do work here
base.finalize();//这样也不可以！编译器会告诉你不能直接调用基类的finalize方法，它将从析构函数中自动调用。关于原因，请参见本小节后面的例子和陷阱二的有关译注！
}
}
下面给出一个完整的例子：
using system;
class rytestparcls
{
~rytestparcls()
{
console.writeline("rytestparcls's destructor");
}
}
class rytestchldcls: rytestparcls
{
~rytestchldcls()
{
console.writeline("rytestchldcls's destructor");
}
}
public class rytestdstrcapp
{
public static void main()
{
rytestchldcls rtcc = new rytestchldcls();
rtcc = null;
gc.collect();//强制垃圾收集
gc.waitforpendingfinalizers();//挂起当前线程，直至处理终结器队列的线程清空该队列
console.writeline("gc completed!");
}
}
以上程序输出结果为：
rytestchldcls's destructor
rytestparcls's destructor
gc completed!
注意：在clr中，是通过重载system.object的虚方法finalize()来实现虚方法的，在c#中，不允许重载该方法或直接调用它，如下写法是错误的：
class rytestfinalclass
{
override protected void finalize() {}//错误！不可重载system.object方法。
}
同样，如下写法也是错误的：
class rytestfinalclass
{
public void selffinalize() //注意！这个名字是自己取的，不是finalize
{
this.finalize()//错误！不能直接调用finalize()
base.finalize()//错误！不能直接调用基类finalize()
}
}
class rytestfinalclass
{
protected void finalize() //注意！这个名字和上面不一样，同时，它也不是override的，这是可以的，这样，你就隐藏了基类的finalize。
{
this.finalize()//自己调自己，当然可以，但这是个递归调用你想要的吗？j
base.finalize()//错误！不能直接调用基类finalize()
}
}
对这个主题的完整理解请参照陷阱二。】
陷阱二.finalize和dispose
显式调用终结器是非法的，finalize方法应该由垃圾收集器调用。如果是处理有限的、未受管制的资源（比如文件句柄），你或许想尽可能快地关闭和释放它，那你应该实现idisposable接口。这个接口有一个dispose方法，由它执行清除动作。类的客户负责显式调用该dispose方法。dispose方法允许类的客户说“不要等finalize了，现在就干吧！”。
如果提供了dispose方法，你应该禁止垃圾收集器调用对象的finalize方法—既然要显式进行清除了。为了做到这一点，应该调用静态方法gc.suppressfinalize，并传入对象的this指针，你的finalize方法就能够调用dispose方法。
你可能会这么写：
public void dispose()
{
// 执行清除动作
// 告诉垃圾收集器不要调用finalize
gc.suppressfinalize(this);
}
public override void finalize()
{
dispose();
base.finalize();
}
【译注：以上这段代码是有问题的，请参照我在陷阱一中给的例子。微软站点上有一篇很不错的文章（gozer the destructor），说法和这儿基本一致，但其代码示例在microsoft visual studio.net 7.0 beta2和 microsoft .net framework sdk beta2都过不了，由于手头没有beta1比对，所以，现在还不能确定是文章的笔误，还是因为beta1和beta2的不同而导致，还是我没有准确地理解这个问题。比如下面这个例子（来自gozer the destructor）在beta2环境下无法通过：
class x
{
public x(int n)
{
this.n = n;
}
~x()
{
system.console.writeline("~x() {0}", n);
}
public void dispose()
{
finalize();//此行代码在beta2环境中出错！编译器提示，不能调用finalize，可考虑调用idisposable.dispose（如可用）
system.gc.suppressfinalize(this);
}
private int n;
};
class main
{
static void f()
{
x x1 = new x(1);
x x2 = new x(2);
x1.dispose();
}
static void main()
{
f();
system.gc.collect();
system.gc.waitforpendingfinalizers();
}
};
而该文声称会有如下输出：
~x() 1
~x() 2
why？】
对于某些对象来说，你可能宁愿让你的客户调用close方法（例如，对于文件对象来说，close比dispose更妥贴）。那你可以通过创建一个private的dispose方法和一个public的close方法，并且在close里调用dispose。
因为你并不能肯定客户将调用dispose，并且终结器是不确定的（你无法控制什么时候运行gc），c#提供了using语句以确保尽可能早地调用dispose。这个语句用于声明你正在使用什么对象，并且用花括号为这些对象创建一个作用域。当到达“}”j时，对象的dispose方法将被自动调用：
using system.drawing;
class tester
{
public static void main()
{
using (font thefont = new font("arial", 10.0f))
{
// 使用thefont
} // 编译器为thefont调用dispose
font anotherfont = new font("courier",12.0f);
using (anotherfont)
{
// 使用 anotherfont
} // 编译器为anotherfont调用dispose
}
}
在上例的第一部份，thefont对象在using语句内创建。当using语句的作用域结束，thefont对象的dispose方法被调用。例子第二部份，在using语句外创建了一个anotherfont对象，当你决定使用anotherfont对象时，可将其放在using语句内，当到达using语句的作用域尾部时，对象的dispose方法同样被调用。
using 语句还可保护你处理未曾意料的异常，不管控制是如何离开using语句的，dispose都会被调用，就好像那儿有个隐式的try-catch-finally程序块。
陷阱三.c#区分值类型和引用类型
和c++一样，c#是一个强类型语言。并且象c++一样，c#把类型划分为两类：语言提供的固有（内建）类型和程序员定义的用户自定义类型【译注：即所谓的udt】。
除了区分固有类型和用户自定义类型外，c#还区分值类型和引用类型。就象c++里的变量一样，值类型在栈上保存值（除了嵌在对象中的值类型）。引用类型变量本身位于栈上，但它们所指向的对象则位于堆上，这很象c++里的指针【译注：这其实更象c++里的引用j】。当被传递给方法时，值类型是传值（做了一个拷贝）而引用类型则按引用高效传递。
类和接口创建引用类型【译注：这个说法有点含糊，不能直接创建接口类型的对象，也并不是每一种类类型都是可以的，但可以将它们派生类的实例的引用赋给它们（说到“类类型”，不由得想起关于“型别”一词的风风雨雨j）】，但要谨记（参见陷阱五）：和所有固有类型一样，结构也是值类型。
【译注：可参见陷阱五的例子】
陷阱四.警惕隐式装箱
装箱和拆箱是使值类型（如整型等）能够象引用类型一样被处理的过程。值被装箱进一个对象，随后的拆箱则是将其还原为值类型。c#里的每一种类型包括固有类型都是从object派生下来并可以被隐式转换为object。对一个值进行装箱相当于创建一个对象，并将该值拷贝入该对象。
装箱是隐式进行的，因此，当需要一个引用类型而你提供的是值类型时，该值将会被隐式装箱。装箱带来了一些执行负担，因此，要尽可能地避免装箱，特别是在一个大的集合里。
如果要把被装箱的对象转换回值类型，必须将其显式拆箱。拆箱动作分为两步：首先检查对象实例以确保它是一个将被转换的值类型的装箱对象，如果是，则将值从该实例拷贝入目标值类型变量。若想成功拆箱，被拆箱的对象必须是目标值类型的装箱对象引用。
using system;
public class unboxingtest
{
public static void main()
{
int i = 123;
//装箱
object o = i;
// 拆箱 (必须显式进行)
int j = (int) o;
console.writeline("j: {0}", j);
}
}
如果被拆箱的对象为null或是一个不同于目标类型的装箱对象引用，那将抛出一个invalidcastexception异常。【译注：此处说法有误，如果正被拆箱的对象为null，将抛出一个system.nullreferenceexception而不是system.invalidcastexcepiton】
【译注：关于这个问题，我在另一篇译文（a comparative overview of c#中文版(上篇)）里有更精彩的描述j】
陷阱五.c#中结构是大不相同的
c++中的结构几乎和类差不多。在c++中，唯一的区别是结构【译注：指成员】缺省来说具有public访问（而不是private）级别并且继承缺省也是public（同样，不是private）的。有些c++程序员把结构当成只有数据成员的对象，但这并不是语言本身支持的约定，而且这种做法也是很多oo设计者所不鼓励的。
在c#中，结构是一个简单的用户自定义类型，一个非常不同于类的轻量级替代品。尽管结构支持属性、方法、字段和操作符，但结构并不支持继承或析构器之类的东西。
更重要的是，类是引用类型，而结构是值类型（参见陷阱三）。因此，结构对表现不需要引用语义的对象就非常有用。在数组中使用结构，在内存上会更有效率些，但若在集合里，就不是那么有效率了—集合需要引用类型，因此，若在集合中使用结构，它就必须被装箱（参见陷阱四），而装箱和拆箱需要额外的负担，因此，在大的集合里，类可能会更有效。
【译注：下面是一个完整的例子，它同时还演示了隐式类型转换，请观察一下程序及其运行结果j
using system;
class rytestcls
{
public rytestcls(int aint)
{
this.intfield = aint;
}
public static implicit operator rytestcls(ryteststt rts)
{
return new rytestcls(rts.intfield);
}
private int intfield;
public int intproperty
{
get
{
return this.intfield;
}
set
{
this.intfield = value;
}
}
}
struct ryteststt
{
public ryteststt(int aint)
{
this.intfield = aint;
}
public int intfield;
}
class ryclsstttestapp
{
public static void processcls(rytestcls rtc)
{
rtc.intproperty = 100;
}
public static void processstt(ryteststt rts)
{
rts.intfield = 100;
}
public static void main()
{
rytestcls rtc = new rytestcls(0);
rtc.intproperty = 200;
processcls(rtc);
console.writeline("rtc.intproperty = {0}", rtc.intproperty);
ryteststt rts = new ryteststt(0);
rts.intfield = 200;
processstt(rts);
console.writeline("rts.intfield = {0}", rts.intfield);
ryteststt rts2= new ryteststt(0);
rts2.intfield = 200;
processcls(rts2);
console.writeline("rts2.intfield = {0}", rts2.intfield);
}
}
以上程序运行结果为：
rtc.intproperty = 100
rtc.intfield = 200
rts2.intfield = 200
】
