(第一章 DotNet框架与C#) 1.1 平台 与 框架

** 第一章 ** ** DotNet ** ** 框架与 ** ** C ** ** # ** ** **

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DotNet 带来了一些新的术语和概念,只有理解了这些术语和概念才有可能学好 C #。当然,要讲解 DotNet 光这本书是不够的,再说了,我们这里的目的是讲解 C #,所以本章主要是给大家介绍一些基本的 DotNet 术语和概念,这些术语和概念是全书的基础。

这里讲的虽然是基础,但并不是像相象中的那么容易理解。因为一切都是新的。如果想拥有一个比较全面的理解,推荐读者阅读这本书:《 DotNet 框架程序设计》。这本书不用推销,每个 DotNet 程序员应该人手一册。


** 1.1 ** ** 平 ** ** ** ** 台 ** ** ** ** 与 ** ** ** ** 框 ** ** ** ** 架 **

我相信每个软件开发者都对“平台”和“框架”这两个词很熟悉。这两个词使用非常频繁,而且可以用在不同的场合。为了介绍 DotNet 和 C #,我认为有必要先把这两个词分辨清晰才行。

** 1 ** ** . ** ** 1 ** ** . ** ** 1 ** ** 平台 ** ** **

“平台”是一个比较底层的概念,现在很多地方都喜欢使用这个词,它重点突出事物的支持特性。主要指能提供特定服务的系统软件。 一般来讲,常说的“平台”指两种东西,一个是操作系统,另一个是程序运行环境。例如,“ Windows 平台”――操作系统,“ Win32 平台”――程序运行环境。有时为了更好的区分,也管程序运行环境叫“开发平台”,例如, Java 开发平台。有时候根据上下文我们也可以分辨得清“此平台是何平台”,例如,“ Java 可以跨平台”,这里的“平台”指操作系统。我们这里的平台如果不作说明都是指开发平台。

我们进行程序开发都是针对某种运行环境(平台)而言的。平台的内部实现了许多底层的服务功能,那么平台具体是什么呢?这就要提到另一个概念:运行时( runtime )。运行时是一个组件。不同的操作系统有不同的形式,在 Windows 中,运行库的形式是 dll 文件。平台的服务功能(例如文件操作等)都是由运行时来实现的。一般来讲,每门语言都是一种平台,以 C 语言为例,我们经常用到函数 malloc 和 free ,还有它的文件操作机制,它的实现在哪儿呢?在“ C 运行时”中,在我的 Windows 系统中,这个运行时是 msvcr71.dll 。为什么说 C 语言的可移植性好呢?这是因为几乎每个操作系统都含有 C 运行时。在开发面向某种平台的应用程序时,我们要做的就是利用平台提供的接口来调用这些功能。不同的平台有不同的接口形式,传统上是函数,但自从面向对象语言出现以来,现在主要用类。例如, Win32 平台向外提供的是 API 函数, Java 用类的形式向外提供接口。所以我们可以这么说:“平台是由运行时和接口组成的”。在下节中,将给出一个图示,以 Win32 平台和 MFC 为例分析平台与框架的关系,在那里也可以看到 Win32 平台的基本组成。在 DotNet 推出之前, Windows 操作系统上存在如下一些程序运行环境或开发平台:

1 . Win32

2 . Posix

3 . OS/2

4 . Java

前三种是随 Windows 而来,本身固有的,也称之为环境子系统 environment subsystems 。在这四种平台中以 Win32 和 Java 平台应用广泛。 Java 已经在多个操作系统中实现了。而 Win32 只存在于 Windows 中。

Win32 平台存在于 Windows 中已经有很长一段时间了。一般来讲,“ Windows 程序设计”指的就是 Win32 程序设计开发。进行 Win32 程序开发时,我们要使用 Win32 平台提供的 Win32 API 。每个 Win32 程序员肯定都有这样一个感受:“开发 Win32 程序不是件容易的事情”,确实如此。不可否认, Win32 平台功能确实强大,但是它本身的特点使得它提供的编程模型和接口使用起来很不方便,且存在不一致性,例如编写可执行程序和动态链接库就是两码事, COM 呢,那就更复杂了。 还有两点使得用 Win32 平台开发程序让人觉得艰苦,一是 Windows 是事件驱动,基于消息的操作系统,要把这点理解就很费劲;二是 Win32 是基于对象的,面向对象的一些特性无法实施,特别是编程接口以函数形式提供造成使用不便,另外, Win32 有一个独特的概念:句柄。总觉得这个东东不伦不类。既不是指针也不是具体的对象,理解起来很是费劲。另外安全问题也是 Win32 平台为大家所诟病的一个因素。

可以这么说, Win32 平台的一些缺陷是 Java 平台在 Windows 上取得了成功的一个因素。 这是微软公司不愿看到的,所以就有了我们这里将要讨论的 DotNet 平台。

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如果我们直接调用平台提供的接口来编程,将会重复许多类似的工作。软件行业经过这么多年的发展,发现很多的应用程序在结构组织上是大同小异的。既然这样,就对这些在结构组织上相似的应用程序进行分析和抽象,得到它们的共同点:“骨架”。哈,这与人的身体十分相象,人有高矮胖瘦,美丑酷衰,但是骨架却是惊人的相象。在软件行业,这个骨架就是框架。 在框架并不等同于平台,框架是建立在平台之上的。框架也不仅仅是类库,面向对象语言普及以后,业界生成了许多可重用的类库。如果这些库中的类彼此之间没有任何联系,那么,它们永远也不会成为框架。软件经典《设计模式》中对框架是这样定义的:“一个框架就是一组相互协作的类,对于特定的一类软件,框架构成了一种可重用的设计”。正是因为重用的需要导致了框架的出现。

框架的核心含义是重用性。举个例子, Adobe 公司的两款产品相信大家都很熟悉: PhotoShop 和 Reader ,注意这两个软件的相同点吗?那就是多文档。其实这样的软件产品还有很多。如果每个这样的软件在实现时都要实现多文档特性,是不是一种资源和时间的浪费呢?好了,只要我们将这个特性单独实现,那些需要这些特性的软件产品就可以直接利用了。框架就是提供某些程序共同特性的系统。只要知道你的软件需要什么样的特性,你就可以应用相适应的框架。如果你是在 Win32 平台上开发,那么这里提到的多文档实现,没有必要从头开始用 Win32 API 构建,因为已经存在一个框架,此框架提供了这样的特性―― MFC (微软基本类库)。

MFC 不是平台,它是一个框架,建立在 Win32 平台之上。 MFC 是对 Win32 API 的封装,以类的形式 Win32 的服务功能。因为与以前的 API 编程相比, MFC 确实有很大的不同,所以有人认为, MFC 是一个程序开发平台,这是不正确的。当然, MFC 不仅仅是对 Win32API 的封装,它还提供了其他一些高效而便利的设施,例如单文档,多文档等。 VC 程序员应该对此十分熟悉。

建立在 Win32 平台上的框架还有 Borland 公司的 VCL ,这也是一个比较成功的框架,如果你是一位 C ++ Builder 程序员,那你大多数情况下都在使用此框架。

框架对于大量典型的情形给出了优秀的实现。它使得我们不再重新发明轮子。但是这并不说明框架就没有缺点。框架最大的局限性就是灵活性差。它帮你将程序的“骨架”搭好,你没有权利修改骨架,你只能是添加你需要的那一部分。也可以这么说,框架是一个半成品,已经决定了以后的形态。举个例子,当你在超市买了一条咸鱼回家做着吃,那你最终做出来的始终是咸鱼,你不能拿它做鲜鱼汤喝。

回到平台和框架上来,下面有一幅简单的图示以 Win32 和 MFC 为例子,可以帮助大家理解平台与框架的关系。


图 1 - 1 平台与框架例图

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