.NET开发规范教程
这是1年多以前我在公司所做讲座的讲义，现在与园友们分享，欢迎拿去使用、一起讨论。文中有若干思考题，对园友们是小菜一碟。另有设计模式讲义一篇，随后发布。
1 概述
1.1 意义
“.NET平台开发规范”包括两方面内容：代码规范、最佳实践。
（1） 规范和优美的代码风格有助于思路清晰。
（2） 规范和优美的代码有助于团队沟通交流。
（3） 规范和优美的代码有助于学习近20年（后设计模式时代）现代面向对象思想发展的精华。
.NET平台是继Java平台之后又一伟大的带集大成面向对象类库的虚拟机平台。.NET平台及其主力语言C#吸取了Java平台及Java语言的全部优点和精华（包括开发规范），并逐渐发展和独创出了鲜明的、先进的特色。
众所周知，C#最初全盘照搬了Java。但时至今日，Java语言准备采用C#中的lambda语法。Java平台是个优秀的平台（类库、虚拟机），但Java语言却日益获得差评，于是JVM上的其他语言越来越多地取代了Java，如Groovy，Scala，JRuby等。
.NET平台上的语言数量比Java平台有过之而无不及，但与之截然不同的是，C#始终在.NET中保持绝对优势地位。C#也许不是.NET上最优秀的语言，但已经足够优秀来进行生产。而Java语言却称不上足够优秀，因为有语言专门用来弥补它的不足，最典型的就是Scala。而Scala解决的问题，如函数式编程、并发编程，在C#中早有解决方案。
毫不夸张地说，.NET是现代面向对象开发思想和实践的一个制高点，而C#则是编程语言发展趋势（声明性、动态性、并发性）的风向标。
即使你是一名C++开发人员，你也能从中获益。
（4） 规范是微软内部秘笈，优美是秘笈指导下的修炼。
这些规范和最佳实践多来源于微软负责CLR、BCL、C#/VB团队的成员。它们体现了.NET和C#设计人员的智慧结晶。例如，他们会告诉你哪些功能已经被哪些新功能取代而不建议使用，而新功能新方法总是以优雅的方式解决旧功能存在的问题，会给人启发，很值得回味，使用新功能收获的不仅是方便快捷，还有水平层次的提升。
1.2 后设计模式时代大事记
- Python/Ruby等动态面向对象语言的兴起
- Java的诞生
- .NET的诞生
- Boost库的发展
- 函数式编程融入面向对象语言
- 其他门派面向对象语言JavaScript和Objective-C的繁荣
- 新C++标准
1.3 参考资料和延伸阅读
本教程主要综合以下资料中的观点和我公司开发实践写成：
- 《C#编程风格》(The Elements of C# Style)
- 《.NET设计规范：约定、惯用法与模式（第二版）》(Framework Design Guidelines: Conventions, Idioms, and Patterns for Reusable .NET Libraries, 2nd Edition)
- Effective C#: 50 Specific Ways to Improve Your C#, 1st and 2nd Edition
- More Effective C#: 50 Specific Ways to Improve Your C#
2 代码规范
2.1 空白
- 用空行分隔逻辑块（函数、条件块、循环块等）
- 运算符空格（使用IDE自动设置）
- 命名空间导入，在不同公司或不同库的命名空间之间空一行。
2.2 代码块
- 切分长语句为多行语句
- 左花括号也要单独成行，与右花括号在同一铅垂线上，与上一级花括号缩进一个制表位。
- 始终使用语句块
正
|
误
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if (a == null)
{
return;
}
|
if (a == null) return;
|
- 使用#region标记代码区域，便于折叠
2.3 命名
- 使用有意义的名称，如 IsDepartmentReadyToOfferJob
- 使用完整单词，帕斯卡（Pascal）和骆驼（Camel）写法
正
|
误
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NumberOfArgumentsIn
|
nargin
|
- 根据含义而非类型命名
正
|
误
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ParcelName
|
strParcelName
|
- 不要用大小写区分名称
- 像普通词一样书写缩略词：XmlReader; System.Linq
- 用复数形式书写集合名称
- 习惯性后缀（前缀）：
抽象基类
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-Base
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接口
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I-
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异常
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-Exception
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事件参数
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-EventArgs
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事件委托
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-EventHandler
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特性
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-Attribute
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泛型类型参数
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T-
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- 给实现一种设计模式的类加上模式名称，例如：工厂模式 - xxxFactory
- 泛型参数的命名：使用单个大写字母，如T, U等。需要时，写成TKey, TValue等
- 枚举的命名：普通枚举用单数名词，位域枚举用复数名词。
- 接口的命名：使用I-加名词为声明服务的接口命名，使用I-加形容词为描述能力的接口命名。（例：IEnumerable和IEnumerator）
[思考题1]
从右边找出与左边项目相关的接口。
资源回收
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|
a
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IFormattable
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Convert.ToString()
|
|
b
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IEquatable
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重载关系运算符
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c
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IConvertible
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if (textbox1.Text == "Hello")
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d
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IClonable
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Double.ToString()
|
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e
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IDisposible
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foreach循环
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f
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IComparable
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from p in q select p;
|
|
g
|
IEnumerable
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复制数组元素
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h
|
IQueryable
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- 用能体现布尔值特征的名称给布尔类型命名：IsXxx，HasXxx，CanXxx
- 方法的命名：用动[宾]结构、帕斯卡写法
- 变量和方法参数命名：用名词性结构、骆驼写法
- 成组的私有字段、公共属性和构造函数形参：_item, Item, item。见3.6节代码示例
- 习惯中允许使用的标准“一次性”变量名（只限这几个）：
i, j, k
|
循环变量（类型：System.Int32）
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o
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System.Object
|
s
|
System.String
|
e
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事件实参（基类：System.EventArgs）
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ex
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异常（基类：System.Exception）
|
g
|
System.Drawing.Graphics
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x, y, z
|
Lambda表达式的形参
|
- 命名空间的命名：公司名.产品名.技术/模块名。将相互依赖的类型放在同一命名空间下。不要污染框架命名空间（例如在System命名空间中添加类型）。
2.4 注释
- 使用内建XML注释文档机制
- 内部注释：尽量少用，避免行末注释
- 不用C风格注释块/**/
- 在右花括号、else后面加注释辅助阅读
1
|
2
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if (a > 0)
{
}
else // a <= 0
{
}
|
} // end of foreach
|
2.5 字面量
- 避免使用数值字面量。使用常量表示一个值，使用枚举明确指示一个状态。
- 使用枚举代替布尔值。
- 使用标准形式书写浮点字面量。不必写f,d（一般只用double），但要对整数写上小数点。用科学计数法时注意小数点前只能有一位数，且不能是0。
- 字符串字面量应该总是赋给变量使用。用string.Empty代替空串字面量。
2.6 其他
- 不要依赖运算符优先级。应当加上括号。
- 单独声明每个变量，不要写int a, b。
- 给switch语句加上default
- for循环变量声明在循环作用域内部，foreach循环不要再声明循环变量。或用框架函数代替循环，它们的思想是一致的，见最佳实践。
3 最佳实践
3.1 使用属性
- 属性是函数成员，没有存储空间。例：属性不能做ref/out参数。
- 将成员字段全部私有，使用属性来获取，不需修改就不设set。
- 属性应简单、低成本、无副作用、与调用顺序无关。
- 属性返回集合应该总是只读。（用户代码可以清空集合、再添加元素，但不允许使对象引用改变）
- 属性返回其他引用类型也应该尽量考虑只读，用户代码依然可以修改成员。
- 特殊的属性：索引器
[思考题2]
string s = "abcdeeg"; s[5] = 'f';
以上代码在C++和C#中是否都合法？是否都有效？
3.2 使用不可变值类型
- 为“值”语义使用struct。所谓值语义就是一种状态、属性，例如点（坐标）、颜色（分量）等，多具有短小数据量的特点。
- 为struct的字段添加readonly修饰符，成为不可变（Immutable）类型。成员函数返回新实例，而不是修改this实例。
- 值类型的成员字段只应使用基本CTS类型。
3.3 转换
- 用as和is运算符代替显式引用转换
- 基本类型的转换要使用System.Convert类
- 避免装箱和拆箱
3.4 字符串
[思考题3]检测一个字符串str是否以"abc"开头，有两种方法（不使用StartsWith）：
str.SubString(0, 3) == "abc"; str.IndexOf("abc") == 0;
请问哪种方法好，为什么？
CLR中的字符串是不可变类型，字符串分配是一项昂贵的操作。因此我们有以下最佳做法：
- 用string.Empty代替空串字面量。
- 用str.Length == 0或string.IsNullOrEmpty(str)检测空串，后者还兼容空引用。
- 反复使用的字符串应当创建变量多次引用而不是每次都使用字面量（每出现一次字面量就要重新分配一次字符串）。
- 不分大小写的比较应当用string.Compare(str1, str2, true)而不是str1.ToUpper() == str2.ToUpper()。
- 考虑使用string.Format()方法而不是字符串拼接来输出结果。
- 大量拼接字符串要使用StringBuilder类。
3.5 使用查询表达式代替循环
函数式编程为C#带来了高可读性的声明式语法。循环是一种命令式语法，在声明式语法中相应的是对集合的mapping操作。
以下代码生成前100个完全平方数：
var squares = Enumerable.Range(1, 100).Select(x => x * x);
返回int数组：squares.ToArray();
返回List<int>集合：squares.ToList();
以下代码对集合foos中每个元素执行DoSomething()成员方法：
foos.ForEach(x => x.DoSomthing());
以下代码选出foos中大于100的元素：
var q = foos.Where(x => x > 100);
points中点按到原点距离排序：
var q = points.OrderBy(x => x.DistTo(new Point(0, 0)));
foos中平方最小的数：
double minSq = foos.Min(x => x * x); double min = foos.Distinct().Single(x => x * x == minSq);
foos中的数是否有大于100的（是否都大于100）
foos.Any(x => x > 100); foos.All(x => x > 100);
3.6 返回多个值
- 在Matlab中可以用矩阵返回多个值，这就是元组(Tuple)的概念。当函数需要返回多个值时，应当使用元组而不是使用输出参数。.NET 4.0中提供了Tuple泛型类，位于System命名空间。在3.5以下版本可以考虑自己实现。
public class Tuple<T1, T2> { private T1 _item1; private T2 _item2; public T1 Item1 { get { return _item1; } } public T2 Item2 { get { return _item2; } } public Tuple(T1 item1, T2 item2) { _item1 = item1; _item2 = item2; } } public class TupleList<T1, T2> : List<Tuple<T1, T2>> { public void Add(T1 item1, T2 item2) { base.Add(new Tuple<T1, T2>(item1, item2)); } }
- 在任何时候都应避免使用ref/out传递参数，尤其对引用类型（禁止引用的引用）。尝试改进你的设计。
3.7 对象初始化
Button btn = new Button { Text = "Click me!", BackColor = Color.FromArgb(255, 255, 255) }; btn.Click += (sender, e) => MessageBox.Show("Hello!");
3.8 小函数
- 将大函数分拆成小函数。这样做的好处有：
- 合并重复代码，便于维护
- 增加函数层级，便于调试
- 方法参数也不宜过多，否则也应考虑拆分。
3.9 using块和finally
以下代码编译成相同IL：
// 1. Example Using clause: using (myConnection = new SqlConnection(connString)) { myConnection.Open(); } // 2. Example Try / Catch block: try { myConnection = new SqlConnection(connString); myConnection.Open(); } finally { myConnection.Dispose(); }
3.10 使用泛型集合
- 不要使用非泛型的ArrayList，这会带来不必要的装箱和拆箱。使用System.Collections.Generic命名空间中的容器类型。
- 代替数组的首选：List<T>。如被用户代码获取应该以只读属性形式提供。如果要真的使集合不可修改，可用ReadOnlyCollection<T>(System.Collections.ObjectModel)
- 集合做参数禁止ref/out传递（造成引用的引用）。值传递即可达到修改集合元素的目的。
- 在多个函数间返回、传递的集合考虑用接口类型IEnumerable<T>和yield关键字。连续的LINQ语句考虑不急于调用ToList或ToArray。
- 其他常用集合：Dictionary<TKey, TValue>; SortedSet<T>(.NET 4)
3.11 充分利用BCL
- BCL中提供了很多常用算法，并且还在不断扩充。例如，.NET 4增加了System.Numerics命名空间，目前包括BigIntegar和Complex类，而在bcl.codeplex.com上已经放出了BigRational类的候选版和源代码。
- 尽可能只依赖BCL，减少第三方依赖。
- 对字符串的操作都有简单的方法可以调用。用这些方法不仅能更方便省时、稳定高效，而且能使你的代码趋向于可读性强的声明式风格。
- 尽可能只用系统定义的委托，而不是自己定义委托类型。系统定义的委托包括：各种泛型参数数目的Func, Action; 一个Predicate<T>;各种EventHandler。以下是一个高阶函数的应用实例：
Func<Color, EventHandler> changeControlColor = x => (sender, e) => (sender as Control).BackColor = x; button1.Click += changeControlColor(Colors.Red);
3.12 其他
- 使用虚函数和多态而不是频繁使用引用转换
- 创建枚举0值表示未初始化、无效、未指定或默认
- 总是在派生类构造函数的初始化列表中列出所有基构造函数
- 总是重写ToString()方法