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C#的三大难点之前传:什么时候应该使用C#?
?C#的三大难点之一:byte与char,string与StringBuilder
C#的三大难点之二:托管与非托管
C#的三大难点之三:消息与事件
众所周知,我们正常编程所用的高级语言,是无法被计算机识别的。需要先将高级语言翻译为机器语言,才能被机器理解和运行。
在标准C/C++中,编译过程是这样的:
源代码首先经过预处理器,对头文件以及宏进行解析,然后经过编译器,生成汇编代码,接着,经过汇编,生成机器指令,最后将所有文件连接起来。
这种编译方式的优点在于,最终直接生成了机器码,可以直接被计算机识别和运行,无需任何中间运行环境,但缺点也在于,由于不同平台能够识别的机器码不同,因此程序的跨平台能力较差。
而在Java语言中,源代码并没有被直接翻译成机器码,而是编译成了一种中间代码(字节码Bytecode)。因此,运行Java程序需要一个额外的JRE(Java Runtime Enviromental)运行环境,在JRE中存在着JVM(Java Virtual Mechinal,Java虚拟机),在程序运行的时候,会将中间代码进一步解释为机器码,并在机器上运行。
使用中间代码的好处在于,程序的跨平台性比较好,一次编译,可以在不同的设备上运行。
托管/非托管是微软的.net framework中特有的概念,其中,非托管代码也叫本地(native)代码。与Java中的机制类似,也是先将源代码编译成中间代码(MSIL,Microsoft Intermediate Language),然后再由.net中的CLR将中间代码编译成机器代码。
而C#与Java的区别在于,Java是先编译后解释,C#是两次编译。
托管的方式除了拥有跨平台的优点之外,对程序的性能也产生一定的影响。但程序性能不在本文讨论的范围,这里不在赘述。
此外,在.net中,C++也可以进行托管扩展,从而使C++代码也依赖于.net和CLR运行,获得托管代码的优势。
在上一节中,我们讲到,托管代码与非托管代码相比,有下列不同:
本节中,我们会涉及到托管和非托管的另一个区别:
在C/C++中,资源都是需要手动释放的,比如,你new了一个指针,用过之后就需要delete掉,否则就会造成内存泄露。
而在Java中,不必考虑资源释放的问题,Java的垃圾回收机制(GC,Garbage Collection)会保证失效的资源被自动释放。
而C#的机制与Java类似,运行于.net平台上的代码,分配的资源一般会自动由平台的垃圾回收器释放,这样的资源就是托管资源。
但是一些例外的资源,如System.IO.StreamReader等各种流、各种连接所分配的资源,需要显式调用Close()或Dispose()释放,这种资源就叫做非托管资源。
在C#的三大难点之前传:什么时候应该使用C#?中我提到过,C#的一大优势在于Windows平台下的界面编程。但由于C#并不是很普及,经常出现底层或后台代码采用C/C++编写的情况,此时,若选择C#作为界面语言,则必然遇到一个C#调用C++代码的问题。
比较普遍的解决方案就是,先将C/C++的代码生成为DLL动态运行库,再在C#中调用。
举个例子
在C中:
#include
#include
void DisplayHelloFromDLL()
{
printf ("Hello from DLL !\n");
}
void CallHelloFromDLL(char* cp)
{
printf (cp);
printf ("\n");
*cp=‘a‘;
cp++;
printf (cp);
printf ("\n");
}
在C#中:
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
namespace TestConsole
{
using System;
using System.Runtime.InteropServices; // DLL support
class Program
{
[DllImport(@"TestLib.dll")]
public static extern void DisplayHelloFromDLL();
[DllImport(@"TestLib.dll", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
public static extern void CallHelloFromDLL(StringBuilder s);
static void Main()
{
Console.WriteLine("This is C# program");
DisplayHelloFromDLL();
StringBuilder sb = new StringBuilder(100);
CallHelloFromDLL(sb);
Console.WriteLine(sb);
}
}
在混合编程中,涉及了几个要点。
;导出DLL函数
LIBRARY testLib
EXPORTS
DisplayHelloFromDLL
CallHelloFromDLL
DLL与C#之间如何进行数据传送?
这个问题其实很复杂,像int,double这种基本的数据类型,是很好传递的。到了byte和char,就有点复杂了,更复杂的还有string和stringBuilder,以及结构体的传递等。
若传递的是指针,有两种方法,一种是采用托管的方式,使用Intptr存储指针,并使用ref获得地址(&);另一种是在C#中编写非托管的代码,用unsafe声明:
unsafe
{
//非托管代码
}
在非托管代码中,即可进行指针相关的操作。
若传递的是函数指针,由于C#中没有函数指针的概念,因此采用委托(delegate)的方式。
若传递的是自定义结构体,也可以采用ref的方式传递。
这个如果有机会的话,我会单独整理一下。
extern “C”、CallingConvention =CallingConvention.Cdecl)等必要声明。
这里面也牵涉到复杂的语言机制,本文不再赘述。
参考文献:
[译]C++, Java和C#的编译过程解析
编译原理
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原文地址:https://www.cnblogs.com/wwwbdabc/p/11678298.html