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本文將介紹以下內(nèi)容：

• .NET 基礎(chǔ)架構(gòu)概念 
• 類型基礎(chǔ)
• 通用類型系統(tǒng)
• CLI、CTS、CLS的關(guān)系簡述

1. 引言

本文不是連環(huán)畫，之所以在開篇以圖形的形式來展示本文主題，其實就是想更加特別的強調(diào)這幾個概念的重要性和關(guān)注度，同時希望從剖析其關(guān)系和聯(lián)系的角度來講述.NET Framework背后的故事。因為，在作者看來想要深入的了解.NET，必須首先從了解類型開始，因為CLR技術(shù)就是基于類型而展開的。而了解類型則有必要把焦點放在.NET類型體系的公共基礎(chǔ)架構(gòu)上，這就是：通用類型系統(tǒng)（Common Type System, CTS）。

我之所以將最基本的內(nèi)容以獨立的章節(jié)來大加筆墨，除了為后面幾篇關(guān)于對類型這一話題深入討論做以鋪墊之外，更重要的是從論壇上、博客間，我發(fā)現(xiàn)有很多同行對.NET Framework基礎(chǔ)架構(gòu)的幾個重要體系的理解有所偏差，因此很有必要補上這一課，必備我們在深入探索知識的過程中，能夠游刃有余。

2. 基本概念

還是老套路，首先引入MSDN對通用類型系統(tǒng)的定義，通用類型系統(tǒng)定義了如何在運行庫中聲明、使用和管理類型，同時也是運行庫支持跨語言集成的一個重要組成部分。通用類型系統(tǒng)執(zhí)行以下功能：

• 建立一個支持跨語言集成、類型安全和高性能代碼執(zhí)行的框架。
• 提供一個支持完整實現(xiàn)多種編程語言的面向?qū)ο蟮哪Ｐ汀?
• 定義各語言必須遵守的規(guī)則，有助于確保用不同語言編寫的對象能夠交互作用。

那么我們?nèi)绾蝸砝斫饽兀?/p>

還是一個現(xiàn)實的場景來引入討論吧。小王以前是個VB迷，寫了一堆的VB.NET代碼，現(xiàn)在他變心了，就投靠C#的陣營，因為流行嘛。所以當(dāng)然就想在當(dāng)前的基于C#開發(fā)的項目中，應(yīng)用原來VB.NET現(xiàn)成的東西，省點事兒:-)。那么CLR是如何來實現(xiàn)類型的轉(zhuǎn)換的，例如Dim i as Single變量i，編譯器會自動的實現(xiàn)將i由Single到float的映射，當(dāng)然其原因是所有的.NET編譯器都是基于CLS實現(xiàn)的。具體的過程為：CTS定義了在MSIL中使用的預(yù)定義數(shù)據(jù)類型，.NET語言最終都要編譯為IL代碼，也就是所有的類型最終都要基于這些預(yù)定義的類型，例如應(yīng)用ILDasm.exe分析可知，VB.NET中Single類型映射為IL類型就是float32，而C#中float類型也映射為float32，由此就可以建立起VB.NET和C#的類型關(guān)系，為互操作打下基礎(chǔ)。

過去，由于各個語言在類型定義方面的不一致，造成跨語言編程實現(xiàn)的難度，基于這一問題，.NET中引入CTS來解決各個編程語言類型不一致的問題，類型機制使得多語言的代碼可以無縫集成。因此CTS也成為.NET跨語言編程的基礎(chǔ)規(guī)范，為多語言的互操作提供了便捷之道。可以簡單的說，基于.NET的語言共同使用一個類型系統(tǒng)，這就是CTS。

進一步的探討通用類型系統(tǒng)的內(nèi)容，我們知道CTS支持兩種基本的類型，每種類型又可以細分出其下級子類，可以以下圖來表示：

.NET提供了豐富的類型層次結(jié)構(gòu)，從上圖中也可以看出該層次結(jié)構(gòu)是基于單繼承層次實現(xiàn)的，反映了.NET面向?qū)ο笤瓌t中實現(xiàn)單繼承、接口多繼承的特點。關(guān)于值類型和引用類型，是之后要探討的重點內(nèi)容，也是『品味類型』子系列的重中之重，在此不作進一步探討，但是上面的這張圖有必要清楚的印在心中，因為沒有什么比這個更基礎(chǔ)的了。  

3. 位置與關(guān)系

位置強調(diào)的是CTS在.NET技術(shù)框架中的位置和作用，作者期望以這種方式來自然的引出.NET技術(shù)架構(gòu)的其他基本內(nèi)容，從而在各個技術(shù)要點的層次中，來講明白各個技術(shù)要點的些細聯(lián)系，從大局的角度來對其有個基本的把握。我想，這樣也可以更好的理解CTS本身，因為技術(shù)從來都不是孤立存在的。

.NET技術(shù)可以以規(guī)范和實現(xiàn)兩部分來劃分，而我們經(jīng)常強調(diào)和提起的.NET Framwork，主要包括公共語言運行時（Common Language Runtime, CLR）和.NET框架類庫（Framework Class Library, FCL），其實是對.NET規(guī)范的實現(xiàn)。而另外一部分：規(guī)范，我們稱之為公共語言架構(gòu)（Common Language Infrastructure, CLI），主要包括通用類型系統(tǒng)（CTS），公共語言規(guī)范（Common Language Specification, CLS）和通用中間語言（Common Intermediate Language, CIL）。我們以圖的形式來看看CTS在.NET技術(shù)陣營中的位置，再來簡要的介紹新登場的各個明星。

• CLI，.NET技術(shù)規(guī)范，已經(jīng)得到ECMA（歐洲計算機制造商協(xié)會）組織的批準(zhǔn)實現(xiàn)了標(biāo)注化。
• CTS，本文主題，此不冗述。
• CLS，定義了CTS的子集，開發(fā)基于CTS的編譯器，則必須遵守CLS規(guī)則，由本文開頭的圖中就可以看出CLS是面向.NET的開發(fā)語言必須支持的最小集合。
• CIL，是一種基于堆棧的語言，是任何.NET語言編譯產(chǎn)生的中間代碼，我們可以理解為IL就是CLR的匯編語言。IL定義了一套與處理器無關(guān)的虛擬指令集，與CLR/CTS的規(guī)則進行映射，執(zhí)行IL都會翻譯為本地機器語言來執(zhí)行。常見的指令有：add, box, call, newobj, unbox。另外，IL很類似于Java世界里的字節(jié)碼（Bytecode），當(dāng)然也完全不是一回事，最主要的區(qū)別是IL是即時編譯（Just in time, JIT）方式，而Bytecode是解釋性編譯，顯然效率上更勝一躊。
• .NET Framework，可以說是CLI在windows平臺的實現(xiàn)，運行與windows平臺之上。
• CLR，.NET框架核心，也是本系列的核心。類似于Java世界的JVM，主要的功能是：管理代碼執(zhí)行，提供CTS和基礎(chǔ)性服務(wù)。對CLR的探討，將伴隨著這個系列的成長來慢慢展開，在此就不多說了。
• FCL，提供了一整套的標(biāo)準(zhǔn)類型，以命名空間組織成樹狀形式，樹的根是System。對程序設(shè)計人員來說，學(xué)習(xí)和熟悉FCL是突破設(shè)計水平的必經(jīng)之路，因為其中數(shù)以萬計的類幫助我們完成了程序設(shè)計絕大部分的基礎(chǔ)性工作，重要的是我們要知道如何去使用。

可見，這些基本內(nèi)容相互聯(lián)系，以簡單的筆墨來澄清其概念、聯(lián)系和功能，顯然還不夠力度。然而在此我們以拋磚引玉的方式來引入對這些知識的探求，目的是給一個入口，從此來進行更深入的探索是每個設(shè)計人員的成長的關(guān)鍵，就像對FCL的認識，需要實踐，需要時間，需要心思。 

4. 通用規(guī)則

• .NET中，所有的類型都繼承自System.Object類。
• 類型轉(zhuǎn)換，通常有is和as兩種方式，具體的探討可以參考我的另一拙作《第一回：恩怨情仇：is和as》。另外，還有另外的幾個類型轉(zhuǎn)換的方式：（typename）valuename，是通用方法；Convert類提供了靈活的類型轉(zhuǎn)換封裝；Parse方法，適用于向數(shù)字類型的轉(zhuǎn)換。
• 可以給類型創(chuàng)建別名，例如，using mynet = Anytao.net.MyClass，其好處是當(dāng)需要有兩個命名空間的同名類型時，可以清楚的做以區(qū)別，例如：

其實，我們常用的int、char、string對應(yīng)的是System.Int32、System.Char、System.String的別名。

• 一個對象獲得類型的辦法是：obj.GetType()。
• Typeof操作符，則常在反射時，獲得自定義類型的Type對象，從而獲取關(guān)于該類型的方法、屬性等。
• 可以使用 CLSCompliantAttribute 將程序集、模塊、類型和成員標(biāo)記為符合 CLS 或不符合 CLS。
• IL中使用/checked+開關(guān)來進行基元類型的溢出檢查，在C#中實現(xiàn)這一功能的是checked和unchecked操作符。
• 命名空間是從功能角度對類型的劃分，是一組類型在邏輯上的集合。

5. 結(jié)論

類型的話題，是個老掉牙的囫圇覺，但也是個永不言退的革命黨。在實際的程序設(shè)計中，我們經(jīng)常要吃這一虧。因為，很多異常的產(chǎn)生，很多性能的損耗，很多冗余的設(shè)計都和類型解下不解之緣，所以清晰、清楚的了解類型，沒有什么不可以。重要的是，我們以什么角度來了解和化解，內(nèi)功的修煉還是要從內(nèi)力開始。本系列不求包羅萬象，但求以更新鮮、更全面的角度，清楚、干凈、深入的把某個問題說透，此足尹。

品味類型，就從CTS開始了。  

參考文獻

（USA）Jeffrey Richter, Applied Microsoft .NET Framework Programming

（USA）David Chappell， Understanding .NET

廣而告之

[預(yù)告]

簡要的探索了CTS的基本知識和幾個關(guān)系，我們將要把筆墨著重在對類型的深入探索上，近期本系列就以類型這一話題為核心來了解以下幾個相關(guān)主題：值類型和引用類型，裝箱與拆箱，強類型等。這些概念和技術(shù)都是.NET基本知識中最重要的內(nèi)容，我將通過自己的視角和觀點來揭開類型概念中的重要知識點，層層深入、循序漸進的打開通向.NET更深層次的大門。

所以，本文是個鋪墊，下回會更精彩和期待。