CTS、CLS和CLR是.NET框架的基本概念,但往往成為程序員們忽視的部分。清楚理解三者的概念,有助於.NET程序員編寫高效安全的.NET程序。
所涉及到的知識點
• .NET的基本概念
• CLS、CTS和常用語言的關系
分析問題
CLR的全稱是公共語言運行庫(Common Language Runtime),讀者可以把CLR理解為一個包含運行.NET程序的引擎和一堆符合公共語言基礎結構的類庫的集合。CLR是一個規范的實現,我們開發的 幾乎所有的.NET程序都基於CLR的類庫來實現,並且運行在CLR提供的運行引擎之上。所謂.NET框架,指的就是公共語言運行庫。
公共語言基礎(CLI)是微軟公司向ECMA提交的一份語言和數據格式規范,CLR是目前為止唯一一個公共語言基礎的實現版本。
CTS 的全稱是通用類型系統(Common Type System)。前文已經介紹了公共語言基礎(CLI)的概念,微軟公司提交的CLI規范,包括了公共類型系統(CTS)、公共中間語言(CIL)、底部 文件格式以及元數據格式等。公共類型系統定義了一個能夠在CLR上運行的語言規范。盡管有很多語言本身不符合CTS規范,但是通過加強編譯器,改變語言附 加規范等手段,使得許多語言能夠編寫出能在CLR上運行的程序。
一種語言編寫的程序編譯能夠在CLR上運行,並不代表這種語言本身完全符合CTS的規范。例如C++語言,仍然保持了其不符合CTS規范的部分,並且在編譯時把這部分不符合CTS的代碼編譯成原始代碼而非中間代碼。
最后來看一下CLS的概念。公共語言規范(CLS)是CTS的一個子集,它定義了希望編寫在.NET平台上運行的程序的語言所需符合的最小規范。正因為.NET允許由不同語言編寫的程序一起執行,所以才制定出CLS規范,用以避免不同語言特性產生的錯誤。
為了更直觀地理解CLS,來看這段C#代碼:
代碼2-1 CLS規范:CLS.cs
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
//申明C符合CLS規范
[assembly: CLSCompliantAttribute(true)]
namespace NET.MST.Second
{
public class CLS
{
private uint i; //這是一個私有成員,所以不違反CLS規范
public CLS()
{
i=0;
}
static void Main(string[] args)
{
}
//這里不符合CLS規范,uint在CLS中沒有定義
public uint GetI()
{
return i;
}
}
}
在 代碼2-1中,程序通過CLSCompliantAttribute特性來申明CLS類型需要符合CLS規范。C#中的uint類型在CLS中沒有對應的 類型,所以uint是不符合CLS的語言部分。在CLS類的一開始,程序定義了一個uint類型的私有成員變量i,這里並沒有造成CLS類不符合CLS規 范,因為私有變量只對類內部可見。而之后程序定義了一個返回uint類型的公共方法,這里造成了整個CLS類型不符合CLS規范。編譯這段代碼,會得到以 下警告:
C:\David\NET MST\第章\CLS.cs(23,21): warning CS3002: Return type of 'NET.MST.Second.CLS.GetI()' is not CLS-compliant
現在,讀者已經理解了CLS和CTS的關系
答案
公共語言運行庫(CLR)是一個CLI的實現,包含了.NET運行引擎和符合CLI的類庫。
通用類型系統(CTS)包含在微軟公司提交的CLI規范中,定義了一個可以在CLR上運行的類型規范。
公共語言規范是CTS的一個子集,定義了所有面向.NET的程序需要符合的最小規范集。