Java 快速转 C# 教程
以下是一个针对 Java 开发者快速转向 C# 的简明教程，重点对比 Java 与 C# 的异同，帮助你快速上手。
项目结构：
- .sln ：解决方案文件，管理多个项目之间的依赖关系。
- .csproj ：项目文件，定义目标框架（如 net6.0）、依赖项（NuGet 包或本地 DLL）。
- global.json： 控制 .NET SDK 行为
- 指定 .NET SDK 版本 ：确保项目使用特定版本的 SDK 构建（避免本地环境版本不一致）。
- 控制项目扫描范围 ：在多项目解决方案中，指定哪些目录参与构建。
- 启用/禁用 SDK 安装提示 ：控制是否自动下载未安装的 SDK 版本。
- app.manifest: 应用程序清单文件
- 声明应用程序权限 （如以管理员身份运行）。
- 指定兼容性需求 （如支持的 Windows 版本）。
- 启用 Visual Studio 高 DPI 支持 。
- 配置应用程序隔离（Side-by-Side Assembly） 。
- Program.cs ：程序入口（包含 Main 方法）。
一、基础语法对比
1. 变量与数据类型
| Java | C# |
|---|---|
int a = 10; |
int a = 10; |
String name = "Hello"; |
string name = "Hello"; |
final int MAX = 100; |
const int MAX = 100; |
var list = new ArrayList<>(); (Java 10+) |
var list = new List |
C# 特色：
var是隐式类型变量（编译器推断类型）。dynamic类型可动态赋值（类似 Object）。
2. 拓展方法
C# 的扩展方法允许你为现有类型 （包括密封类、接口、甚至第三方库的类型）“添加”方法，而无需修改其源代码或继承。这是 C# 特有的语法特性，Java 中无直接等价物（需通过工具类或继承实现）。
定义扩展方法
- 必须在静态类 中定义。
- 第一个参数使用 this 关键字，表示该方法扩展的目标类型
// 静态类：扩展方法容器
public static class StringExtensions {
// 扩展 string 类型的方法
public static bool IsNullOrEmpty(this string str) {
return string.IsNullOrEmpty(str);
}
}
使用拓展方法
string name = null;
// 调用扩展方法（如同实例方法）
if (name.IsNullOrEmpty()) {
Console.WriteLine("Name is null or empty");
}
值得注意的是，拓展方法作为一个语法糖对应的可以解决在Java中 xxUtils 的工具类。同时具有以下注意：
- 无法访问内部方法/属性
- 若类型本身有同名方法，实例方法优先于扩展方法
- 避免过度使用，防止命名冲突（需显式导入命名空间）
3. 空运算符（Null Handling Operators）
C# 提供了强大的空值处理运算符，简化空值检查逻辑，避免 NullReferenceException。
1. 空条件运算符（?.）
用于安全访问对象的成员，若对象为 null 则返回 null 而非抛出异常。
Person person = GetPerson(); // 可能为 null
// 安全访问属性和方法
int length = person?.Name?.Length ?? 0;
person?.SayHello();
对比 Java
-
Java 中需显式判断或使用
Optional：int length = Optional.ofNullable(person) .map(p -> p.getName()) .map(String::length) .orElse(0);
2. 空合并运算符（??）
提供默认值，当左侧表达式为 null 时返回右侧值。
string name = null;
string displayName = name ?? "Guest"; // 如果 name 为 null，则使用 "Guest"
对比 Java
-
Java 中使用三元运算符或
Optional：String displayName = name != null ? name : "Guest"; // 或 String displayName = Optional.ofNullable(name).orElse("Guest");
3. 空合并赋值运算符（??=）
仅当变量为 null 时才赋值（C# 8.0+）。
string message = GetMessage();
message ??= "Default Message"; // 如果 GetMessage() 返回 null，则赋值为默认值
对比 Java
- Java 中需显式判断：
if (message == null) { message = "Default Message"; }
4. 非空断言运算符（!）
告知编译器某个表达式不为 null（C# 8.0+，用于可空引用类型上下文）。
string name = GetName()!; // 告诉编译器 GetName() 返回值不为 null
注意事项
- 空条件运算符返回的类型可能是
null（需结合??使用）。 - 空合并运算符适用于
null检查，但不适用于值类型（如int）。 - 使用
?.和??组合可显著减少防御性代码（如嵌套if判断）。
二、面向对象编程
1. 类与对象
public class Person {
// 字段
private string name;
// 属性（推荐封装字段）
public string Name {
get { return name; }
set { name = value; }
}
// 构造函数
public Person(string name) {
this.name = name;
}
// 方法
public void SayHello() {
Console.WriteLine($"Hello, {name}");
}
}
对比 Java：
- C# 使用
property（属性）替代 Java 的getter/setter。 this关键字用法相同。
2. 继承与接口
// 继承
public class Student : Person {
public Student(string name) : base(name) {}
}
// 接口
public interface IRunnable {
void Run();
}
public class Car : IRunnable {
public void Run() {
Console.WriteLine("Car is running");
}
}
对比 Java：
- C# 使用
:替代 Java 的extends/implements。 - 接口方法默认
public，无需显式声明。
三、C# 特有特性
1. 委托与事件（Delegates & Events）
// 委托（类似 Java 的函数式接口）
// 定义一个名为 Notify 的委托类型，它表示一种方法模板，要求方法返回 void 并接受一个 string 参数
// 类比 Java ：类似 Java 中的函数式接口（如 Consumer），但 C# 的委托更直接，可以直接绑定方法。
public delegate void Notify(string message);
// 事件
public class EventPublisher {
// 声明一个事件 OnNotify，其类型是 Notify 委托。事件本质上是委托的安全封装，外部只能通过 +=/-= 订阅/取消订阅，不能直接调用（如 OnNotify.Invoke() 会报错）。
public event Notify OnNotify;
// 调用 OnNotify?.Invoke(...) 触发事件，?. 是空值保护操作符（避免空引用异常）。只有当至少有一个订阅者时，才会执行。
public void TriggerEvent() {
OnNotify?.Invoke("Event triggered!");
}
}
// 使用
EventPublisher publisher = new EventPublisher();
publisher.OnNotify += (msg) => Console.WriteLine(msg);
publisher.TriggerEvent();
-
订阅事件
使用+=运算符将一个 lambda 表达式(msg) => Console.WriteLine(msg)绑定到 OnNotify 事件。当事件触发时，会执行此方法。 -
触发事件
调用 TriggerEvent() 后，所有订阅者都会收到 “Event triggered!” 消息。
2. LINQ（Language Integrated Query）
var numbers = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5 };
var even = numbers.Where(n => n % 2 == 0).ToList();
对比 Java：
- 类似 Java Stream，但语法更简洁。
3. 异步编程（Async/Await）
public async Task DownloadDataAsync() {
var client = new HttpClient();
var data = await client.GetStringAsync("https://example.com");
Console.WriteLine(data);
}
对比 Java：
- 类似
CompletableFuture，但语法更直观。
Parallel.Invoke(() => {
// 并行执行CPU密集任务
});
- 多个 CPU 密集型任务并行执行。
- 任务之间没有依赖。
- 不需要返回结果。
四、常用工具与框架
| Java | C# |
|---|---|
| Maven/Gradle | NuGet（包管理） |
| Spring | .NET Core（框架） |
| JUnit | xUnit/NUnit（测试框架） |
| IntelliJ IDEA | Visual Studio / IntelliJ Rider（IDE） |
五、项目结构与命名空间
// 文件：Program.cs
using System;
namespace MyApplication;
class Program {
static void Main(string[] args) {
Console.WriteLine("Hello World!");
}
}
对比 Java：
- C# 使用
namespace组织代码，Java 使用package。 - 程序入口是
Main方法（Java 是main）。
六、Java 到 C# 的常见转换技巧
| Java | C# |
|---|---|
System.out.println() |
Console.WriteLine() |
ArrayList |
List |
HashMap |
Dictionary |
interface |
interface |
enum |
enum |
try-catch-finally |
try-catch-finally |
在 C# 中，反射（Reflection） 是一种强大的机制，允许在运行时动态地获取类型信息、创建对象实例、调用方法、访问字段和属性等。对于从 Java 转向 C# 的开发者来说，反射的概念是相似的，但 C# 的反射 API 更加简洁、直观，并且与语言特性（如 dynamic、nameof、LINQ）结合更紧密。
七、反射
反射是指在 运行时（runtime） 动态地：
- 获取类型信息（如类名、方法、属性等）
- 创建对象实例
- 调用方法、访问字段或属性
- 检查程序集（Assembly）的结构
Java 与 C# 反射的对比
| 功能 | Java | C# |
|---|---|---|
| 获取类型对象 | MyClass.class 或 obj.getClass() |
typeof(MyClass) 或 obj.GetType() |
| 获取方法 | clazz.getMethod("name", params...) |
type.GetMethod("Name") |
| 调用方法 | method.invoke(obj, args) |
method.Invoke(obj, args) |
| 获取属性 | clazz.getDeclaredField("name") |
type.GetProperty("Name") |
| 获取程序集 | 无直接等价物 | Assembly.GetExecutingAssembly() |
| 动态创建实例 | clazz.newInstance() |
Activator.CreateInstance(type) |
| 动态访问成员 | 通过 Field/Method 对象 |
通过 PropertyInfo/MethodInfo 等 |
1. 获取 Type 对象
// 通过类型名获取
Type type = typeof(string);
// 通过对象获取
object obj = new Person();
Type type = obj.GetType();
2. 获取类成员信息（属性、方法、字段）
Type type = typeof(Person);
// 获取所有属性
PropertyInfo[] properties = type.GetProperties();
// 获取特定方法
MethodInfo method = type.GetMethod("SayHello");
// 获取所有字段
FieldInfo[] fields = type.GetFields();
3. 动态创建实例
object person = Activator.CreateInstance(typeof(Person));
4. 调用方法
MethodInfo method = type.GetMethod("SayHello");
method.Invoke(person, null);
5. 访问属性
PropertyInfo prop = type.GetProperty("Name");
prop.SetValue(person, "Alice");
string name = (string)prop.GetValue(person);
6. 访问字段（不推荐，除非必要）
FieldInfo field = type.GetField("age", BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Instance);
field.SetValue(person, 30);
int age = (int)field.GetValue(person);
7. 获取程序集信息
Assembly assembly = Assembly.GetExecutingAssembly();
foreach (Type type in assembly.GetTypes()) {
Console.WriteLine(type.Name);
}
8. 动态加载 DLL 并调用方法
Assembly assembly = Assembly.LoadFile("path/to/MyLibrary.dll");
Type type = assembly.GetType("MyNamespace.MyClass");
object instance = Activator.CreateInstance(type);
MethodInfo method = type.GetMethod("DoSomething");
method.Invoke(instance, null);
9. 使用 dynamic 替代部分反射操作
dynamic person = new ExpandoObject();
person.Name = "Bob";
person.SayHello = new Action(() => Console.WriteLine("Hello"));
person.SayHello(); // 无需反射即可调用
10. 使用 Expression 构建高性能的反射调用
Func<object> factory = Expression.Lambda<Func<object>>(
Expression.New(typeof(Person))
).Compile();
object person = factory();
11. 使用 IL Emit 或 Source Generator 优化性能
对于高性能场景（如 ORM、序列化框架），可以使用：
System.Reflection.Emit：动态生成 IL 代码Source Generator（C# 9+）：编译时生成代码，避免运行时反射
性能问题
- 反射调用比直接调用慢（约慢 10~100 倍）
- 频繁使用
GetMethod、GetProperty会增加开销
解决方案
- 缓存反射结果（如
MethodInfo、PropertyInfo） - 使用
Expression构建委托 - 使用
dynamic（在合适场景下） - 使用
System.Reflection.DispatchProxy实现代理 - 使用
System.Text.Json、Newtonsoft.Json等库已优化的反射机制
安全性
- 可以访问私有成员（需设置
BindingFlags.NonPublic） - 在部分受限环境中（如 UWP、AOT 编译）可能受限
Java 到 C# 反射的转换技巧
| Java | C# |
|---|---|
Class.forName("MyClass") |
Type.GetType("MyNamespace.MyClass") |
clazz.newInstance() |
Activator.CreateInstance(type) |
method.invoke(obj, args) |
method.Invoke(obj, args) |
clazz.getDeclaredMethods() |
type.GetMethods() |
clazz.getDeclaredFields() |
type.GetFields() |
clazz.getDeclaredField("name") |
type.GetField("Name") |
clazz.getDeclaredMethod("name", params...) |
type.GetMethod("Name", parameterTypes) |
clazz.getInterfaces() |
type.GetInterfaces() |
八、引入包（NuGet 包管理）
在 C# 中，NuGet 是官方推荐的包管理系统，类似于 Java 中的 Maven/Gradle。它用于管理项目依赖项（如第三方库、框架等）。
NuGet 包典型命名规则：[组织名].[功能模块].[平台/框架]
1. NuGet 的作用
- 管理项目依赖（如
Newtonsoft.Json、EntityFramework等） - 自动下载、安装、更新依赖包
- 支持跨平台（Windows、Linux、macOS）
2. 常用方式
方法 1：通过 Visual Studio 引入
- 右键项目 → Manage NuGet Packages
- 在 Browse 标签页搜索包名（如
Newtonsoft.Json） - 点击 Install 安装包
- 安装完成后，会自动添加到项目中
方法 2：通过 CLI 命令行
# 安装包
dotnet add package Newtonsoft.Json
# 更新包
dotnet add package Newtonsoft.Json --version 13.0.1
# 卸载包
dotnet remove package Newtonsoft.Json
方法 3：手动编辑 .csproj 文件
在项目文件中添加
<Project Sdk="Microsoft.NET.Sdk">
<PropertyGroup>
<TargetFramework>net6.0TargetFramework>
PropertyGroup>
<ItemGroup>
<PackageReference Include="Newtonsoft.Json" Version="13.0.1" />
ItemGroup>
Project>
3. NuGet 源配置
默认源是 nuget.org，但也可以配置私有源（如公司内部源）：
# 添加私有源
dotnet nuget add source https://mycompany.com/nuget -n MyCompany
4. 对比 Java
| 功能 | Java (Maven/Gradle) | C# (NuGet) |
|---|---|---|
| 包管理 | pom.xml / build.gradle |
.csproj |
| 安装包 | mvn install / gradle build |
dotnet add package |
| 私有仓库 | settings.xml / repositories { maven { url "..." } } |
dotnet nuget add source |
九、引用本地的 DLL
有时你需要引用本地的 DLL 文件（如团队内部开发的库、第三方未提供 NuGet 包的库），可以通过以下方式实现。
1. 添加本地 DLL 引用
方法 1：通过 Visual Studio 添加
- 右键项目 → Add → Reference…
- 在弹出窗口中选择 Browse
- 浏览并选择本地 DLL 文件（如
MyLibrary.dll） - 点击 Add → OK
方法 2：手动编辑 .csproj 文件
<Project Sdk="Microsoft.NET.Sdk">
<PropertyGroup>
<TargetFramework>net6.0TargetFramework>
PropertyGroup>
<ItemGroup>
<Reference Include="MyLibrary">
<HintPath>..\Libraries\MyLibrary.dllHintPath>
Reference>
ItemGroup>
Project>
2. 确保 DLL 被正确复制到输出目录
在 .csproj 中添加以下配置，确保 DLL 被复制到 bin 目录：
<ContentWithTargetPath Include="..\Libraries\MyLibrary.dll">
<TargetPath>MyLibrary.dllTargetPath>
<CopyToOutputDirectory>PreserveNewestCopyToOutputDirectory>
ContentWithTargetPath>
3. 加载本地 DLL 的运行时行为
- Windows：直接复制到
bin\Debug\net6.0目录即可 - Linux/macOS：确保 DLL 与主程序在同一目录，或设置
LD_LIBRARY_PATH/DYLD_LIBRARY_PATH
4. 注意事项
- 强名称签名（Strong Name）：如果 DLL 是强名称签名的，引用时需确保签名一致
- 平台相关性：某些 DLL 仅支持特定平台（如 Windows 专用的 DLL）
- 版本冲突：多个 DLL 依赖相同库的不同版本时，可能出现冲突（需手动绑定重定向）
常见问题与解决方案
1. 无法找到 DLL
- 原因：DLL 未正确复制到输出目录
- 解决：检查
.csproj中是否设置了PreserveNewest
2. 加载 DLL 失败
- 原因：DLL 依赖的其他库缺失
- 解决：使用
Fusion Log Viewer（fuslogvw.exe）查看绑定失败日志
3. 版本冲突
- 原因：多个 DLL 依赖相同库的不同版本
十、DllImport（平台调用，P/Invoke）
在 C# 中，[DllImport("xxx.dll")] 是 平台调用（Platform Invocation Services，P/Invoke） 的核心特性，用于直接调用 非托管代码（如 Windows API、C/C++ 编写的 DLL）。这是 Java 中没有的特性（Java 需要通过 JNI 调用本地代码）。
1. 基本概念
[DllImport] 是 System.Runtime.InteropServices 命名空间下的特性（Attribute），用于声明某个方法的实现来自外部 DLL。它允许你在 C# 中直接调用 Windows API 或其他非托管函数。
2. 使用步骤
步骤 1：引入命名空间
using System.Runtime.InteropServices;
步骤 2：声明外部方法
使用 [DllImport("dll名称")] 特性修饰方法，指定 DLL 名称和调用约定（Calling Convention）。
[DllImport("user32.dll", CharSet = CharSet.Auto)]
public static extern int MessageBox(IntPtr hWnd, String text, String caption, uint type);
步骤 3：调用方法
MessageBox(IntPtr.Zero, "Hello from C#", "Greeting", 0);
3. 参数说明
| 参数 | 说明 |
|---|---|
dllName |
DLL 文件名（如 "user32.dll"） |
CharSet |
字符集（CharSet.Ansi、CharSet.Unicode、CharSet.Auto） |
CallingConvention |
调用约定（默认为 CallingConvention.Winapi，也可指定 ThisCall、StdCall 等） |
EntryPoint |
可选，指定 DLL 中函数的入口点（当方法名与 DLL 函数名不同时使用） |
4. 常见示例
示例 1：调用 user32.dll 的 MessageBox
[DllImport("user32.dll", CharSet = CharSet.Auto)]
public static extern int MessageBox(IntPtr hWnd, string text, string caption, uint type);
// 调用
MessageBox(IntPtr.Zero, "Hello from C#", "Greeting", 0);
示例 2：调用 kernel32.dll 的 GetTickCount
[DllImport("kernel32.dll")]
public static extern uint GetTickCount();
// 调用
uint tickCount = GetTickCount();
Console.WriteLine($"System uptime: {tickCount} ms");
示例 3：调用 gdi32.dll 的 CreateDC
[DllImport("gdi32.dll", CharSet = CharSet.Auto)]
public static extern IntPtr CreateDC(string lpszDriver, string lpszDevice, string lpszOutput, IntPtr lpInitData);
// 调用
IntPtr hdc = CreateDC("DISPLAY", null, null, IntPtr.Zero);
5. 结构体与指针传参
当调用的函数需要结构体或指针参数时，需使用 ref、out 或 IntPtr，并可能需要使用 StructLayout 和 MarshalAs 来控制内存布局。
示例：调用 user32.dll 的 GetWindowRect
[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
public struct RECT
{
public int Left;
public int Top;
public int Right;
public int Bottom;
}
[DllImport("user32.dll")]
[return: MarshalAs(UnmanagedType.Bool)]
public static extern bool GetWindowRect(IntPtr hWnd, out RECT lpRect);
// 使用
RECT rect;
bool success = GetWindowRect(hWnd, out rect);
if (success)
{
Console.WriteLine($"Window Rect: {rect.Left}, {rect.Top}, {rect.Right}, {rect.Bottom}");
}
6. 注意事项
安全性
- 调用非托管代码可能带来 安全风险（如缓冲区溢出、非法访问内存）。
- 需要 Full Trust 权限 才能执行 P/Invoke 操作。
平台依赖性
DllImport仅适用于 Windows 平台（除非使用跨平台兼容的库）。- 某些 DLL（如
user32.dll、kernel32.dll）是 Windows 系统库，其他平台无法直接使用。
性能
- P/Invoke 调用比纯托管代码慢（涉及 上下文切换 和 参数封送）。
- 频繁调用时应考虑缓存结果或使用
unsafe代码优化。
参数封送（Marshaling）
- 需要特别注意 数据类型映射（如
int对应Int32，char*对应string）。 - 使用
MarshalAs明确指定封送方式（如UnmanagedType.LPStr、UnmanagedType.BStr）。
7. 示例：封装一个 Windows API 工具类
using System;
using System.Runtime.InteropServices;
public static class Win32Api
{
[DllImport("user32.dll", CharSet = CharSet.Auto)]
public static extern int MessageBox(IntPtr hWnd, string text, string caption, uint type);
[DllImport("kernel32.dll")]
public static extern uint GetTickCount();
[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
public struct RECT
{
public int Left;
public int Top;
public int Right;
public int Bottom;
}
[DllImport("user32.dll")]
[return: MarshalAs(UnmanagedType.Bool)]
public static extern bool GetWindowRect(IntPtr hWnd, out RECT lpRect);
}
// 使用
class Program
{
static void Main()
{
// 调用 MessageBox
Win32Api.MessageBox(IntPtr.Zero, "Hello from C#", "Greeting", 0);
// 获取系统运行时间
uint tickCount = Win32Api.GetTickCount();
Console.WriteLine($"System uptime: {tickCount} ms");
// 获取窗口位置
Win32Api.RECT rect;
bool success = Win32Api.GetWindowRect(new IntPtr(0x123456), out rect);
if (success)
{
Console.WriteLine($"Window Rect: {rect.Left}, {rect.Top}, {rect.Right}, {rect.Bottom}");
}
}
}
通过掌握 DllImport 和 P/Invoke，你可以在 C# 中直接调用 Windows API 或其他非托管函数，实现更底层的系统级操作。结合良好的封装和错误处理，可以显著提升程序的功能性和灵活性。