Си Шарп (язык программирования)

С#

Парадигма	Мультипарадигмальность : структурированная , императивная , объектно-ориентированная , управляемая событиями , управляемая задачами , функциональная , универсальная , рефлексивная , параллельная.
Семья	С
Разработано	Андерс Хейлсберг ( Microsoft )
Разработчик	Мадс Торгерсен ( Microsoft )
Впервые появился	2000 ( 2000 )
Стабильная версия	12.0   / 14 ноября 2023 г ( 14 ноября 2023 г. )
Typing discipline	Static, dynamic, strong, safe, nominative, partly inferred
Memory management	automatic memory management
Platform	Common Language Infrastructure
License	Roslyn compiler: MIT/X11 .NET Core CLR: MIT/X11 Mono compiler: dual GPLv3 and MIT/X11 DotGNU: dual GPL and LGPL
Filename extensions	.cs, .csx
Website	learn.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/
Major implementations
Visual C#, .NET, Mono, Universal Windows Platform Discontinued: .NET Framework, DotGNU
Dialects
Cω, Polyphonic C#, Enhanced C#
Influenced by
C++, Cω, Eiffel, F#, Haskell, Scala, Icon, J#, J++, Java, ML, Modula-3, Object Pascal, VB
Influenced
Chapel, Clojure, Crystal, D, J#, Dart, F#, Hack, Java, Kotlin, Nemerle, Oxygene, Rust, Swift, Vala, TypeScript
C Sharp Programming at Wikibooks

C# ( / ˌ s iː ˈ ʃ ɑːr p / см. SHARP ) — это общего назначения, высокого уровня язык программирования поддерживающий множество парадигм . C# включает статическую типизацию, строгая типизация , лексическая область видимости , императивный , декларативный , функциональный , общий , объектно-ориентированного ( классового ) и компонентно-ориентированного программирования. дисциплины

Основными изобретателями языка программирования C# были Андерс Хейлсберг , Скотт Вильтамут и Питер Голд из Microsoft . Впервые он был широко распространен в июле 2000 года. и позже был одобрен в качестве международного стандарта Ecma . (ECMA-334) в 2002 году и ISO / IEC (ISO/IEC 23270 и 20619) ) в 2003 году. Microsoft представила C# вместе с .NET Framework и Visual Studio , оба из которых имели закрытый исходный код . В то время у Microsoft не было продуктов с открытым исходным кодом. Четыре года спустя, в 2004 году, с открытым исходным кодом стартовал бесплатный проект под названием Mono , предоставляющий кроссплатформенный компилятор и среду выполнения для языка программирования C#. Десять лет спустя Microsoft выпустила Visual Studio Code (редактор кода), Roslyn (компилятор) и унифицированную платформу .NET (программная среда), все из которых поддерживают C#, являются бесплатными, с открытым исходным кодом и кроссплатформенными. Mono также присоединилась к Microsoft, но не была объединена с .NET.

As of November 2023, the most recent stable version of the language is C# 12.0, which was released in 2023 in .NET 8.0.

Design goals

The Ecma standard lists these design goals for C#:

• The language is intended to be a simple, modern, general-purpose, object-oriented programming language.
• The language, and implementations thereof, should provide support for software engineering principles such as strong type checking, array bounds checking, detection of attempts to use uninitialized variables, and automatic garbage collection. Software robustness, durability, and programmer productivity are important.
• The language is intended for use in developing software components suitable for deployment in distributed environments.
• Portability is very important for source code and programmers, especially those already familiar with C and C++.
• Support for internationalization is very important.
• C# is intended to be suitable for writing applications for both hosted and embedded systems, ranging from the very large that use sophisticated operating systems, down to the very small having dedicated functions.
• Although C# applications are intended to be economical with regard to memory and processing power requirements, the language was not intended to compete directly on performance and size with C or assembly language.

History

During the development of the .NET Framework, the class libraries were originally written using a managed code compiler system named Simple Managed C (SMC). In January 1999, Anders Hejlsberg formed a team to build a new language at the time called Cool, which stood for "C-like Object Oriented Language". Microsoft had considered keeping the name "Cool" as the final name of the language, but chose not to do so for trademark reasons. By the time the .NET project was publicly announced at the July 2000 Professional Developers Conference, the language had been renamed C#, and the class libraries and ASP.NET runtime had been ported to C#.

Hejlsberg is C#'s principal designer and lead architect at Microsoft, and was previously involved with the design of Turbo Pascal, Embarcadero Delphi (formerly CodeGear Delphi, Inprise Delphi and Borland Delphi), and Visual J++. In interviews and technical papers, he has stated that flaws in most major programming languages (e.g. C++, Java, Delphi, and Smalltalk) drove the fundamentals of the Common Language Runtime (CLR), which, in turn, drove the design of the C# language.

James Gosling, who created the Java programming language in 1994, and Bill Joy, a co-founder of Sun Microsystems, the originator of Java, called C# an "imitation" of Java; Gosling further said that "[C# is] sort of Java with reliability, productivity and security deleted." In July 2000, Hejlsberg said that C# is "not a Java clone" and is "much closer to C++" in its design.

Since the release of C# 2.0 in November 2005, the C# and Java languages have evolved on increasingly divergent trajectories, becoming two quite different languages. One of the first major departures came with the addition of generics to both languages, with vastly different implementations. C# makes use of reification to provide "first-class" generic objects that can be used like any other class, with code generation performed at class-load time. Furthermore, C# has added several major features to accommodate functional-style programming, culminating in the LINQ extensions released with C# 3.0 and its supporting framework of lambda expressions, extension methods, and anonymous types. These features enable C# programmers to use functional programming techniques, such as closures, when it is advantageous to their application. The LINQ extensions and the functional imports help developers reduce the amount of boilerplate code that is included in common tasks like querying a database, parsing an xml file, or searching through a data structure, shifting the emphasis onto the actual program logic to help improve readability and maintainability.

C# used to have a mascot called Andy (named after Anders Hejlsberg). It was retired on January 29, 2004.

C# was originally submitted to the ISO/IEC JTC 1 subcommittee SC 22 for review, under ISO/IEC 23270:2003, was withdrawn and was then approved under ISO/IEC 23270:2006. The 23270:2006 is withdrawn under 23270:2018 and approved with this version.

Name

Microsoft first used the name C# in 1988 for a variant of the C language designed for incremental compilation. That project was not completed, and the name was later reused.

C-sharp musical note

The name "C sharp" was inspired by the musical notation whereby a sharp symbol indicates that the written note should be made a semitone higher in pitch. This is similar to the language name of C++, where "++" indicates that a variable should be incremented by 1 after being evaluated. The sharp symbol also resembles a ligature of four "+" symbols (in a two-by-two grid), further implying that the language is an increment of C++.

Due to technical limits of display (standard fonts, browsers, etc.), and most keyboard layouts lacking a sharp symbol (U+266F ♯ MUSIC SHARP SIGN (♯)), the number sign (U+0023 # NUMBER SIGN (#)) was chosen to approximate the sharp symbol in the written name of the programming language. This convention is reflected in the ECMA-334 C# Language Specification.

The "sharp" suffix has been used by a number of other .NET languages that are variants of existing languages, including J# (a .NET language also designed by Microsoft that is derived from Java 1.1), A# (from Ada), and the functional programming language F#. The original implementation of Eiffel for .NET was called Eiffel#, a name retired since the full Eiffel language is now supported. The suffix has also been used for libraries, such as Gtk# (a .NET wrapper for GTK and other GNOME libraries) and Cocoa# (a wrapper for Cocoa).

Versions

C# version	Language specification			Date	.NET	Visual Studio
	Ecma	ISO/IEC	Microsoft
1.0	ECMA-334:2003, December 2002	ISO/IEC 23270:2003, April 2003	January 2002	January 2002	.NET Framework 1.0	Visual Studio .NET 2002
1.1 1.2			October 2003	April 2003	.NET Framework 1.1	Visual Studio .NET 2003
2.0	ECMA-334:2006, June 2006	ISO/IEC 23270:2006, September 2006	September 2005	November 2005	.NET Framework 2.0 .NET Framework 3.0	Visual Studio 2005 Visual Studio 2008
3.0	None		August 2007	November 2007	.NET Framework 2.0 (Except LINQ) .NET Framework 3.0 (Except LINQ) .NET Framework 3.5	Visual Studio 2008
4.0			April 2010	April 2010	.NET Framework 4	Visual Studio 2010
5.0	ECMA-334:2017, December 2017	ISO/IEC 23270:2018, December 2018	June 2013	August 2012	.NET Framework 4.5	Visual Studio 2012 Visual Studio 2013
6.0	ECMA-334:2022, June 2022	None	Draft	July 2015	.NET Framework 4.6 .NET Core 1.0 .NET Core 1.1	Visual Studio 2015
7.0	ECMA-334:2023, December 2023	ISO/IEC 20619:2023, September 2023	Specification proposal	March 2017	.NET Framework 4.7	Visual Studio 2017 version 15.0
7.1	None		Specification proposal	August 2017	.NET Core 2.0	Visual Studio 2017 version 15.3
7.2			Specification proposal	November 2017		Visual Studio 2017 version 15.5
7.3			Specification proposal Archived March 7, 2021, at the Wayback Machine	May 2018	.NET Core 2.1 .NET Core 2.2 .NET Framework 4.8	Visual Studio 2017 version 15.7
8.0			Specification proposal	September 2019	.NET Core 3.0 .NET Core 3.1	Visual Studio 2019 version 16.3
9.0			Specification proposal	November 2020	.NET 5.0	Visual Studio 2019 version 16.8
10.0			Specification proposal	November 2021	.NET 6.0	Visual Studio 2022 version 17.0
11.0			Specification proposal	November 2022	.NET 7.0	Visual Studio 2022 version 17.4
12.0			Specification proposal	November 2023	.NET 8.0	Visual Studio 2022 version 17.8

Syntax

Main article: C# syntax

See also: Syntax (programming languages)

The core syntax of the C# language is similar to that of other C-style languages such as C, C++ and Java, particularly:

• Semicolons are used to denote the end of a statement.
• Curly brackets are used to group statements. Statements are commonly grouped into methods (functions), methods into classes, and classes into namespaces.
• Variables are assigned using an equals sign, but compared using two consecutive equals signs.
• Square brackets are used with arrays, both to declare them and to get a value at a given index in one of them.

Distinguishing features

See also: Comparison of C# and Java

Some notable features of C# that distinguish it from C, C++, and Java where noted, are:

Portability

By design, C# is the programming language that most directly reflects the underlying Common Language Infrastructure (CLI). Most of its intrinsic types correspond to value-types implemented by the CLI framework. However, the language specification does not state the code generation requirements of the compiler: that is, it does not state that a C# compiler must target a Common Language Runtime, or generate Common Intermediate Language (CIL), or generate any other specific format. Some C# compilers can also generate machine code like traditional compilers of C++ or Fortran.

Typing

C# supports strongly, implicitly typed variable declarations with the keyword var, and implicitly typed arrays with the keyword new[] followed by a collection initializer.

Its type system is split into two families: Value types, like the built-in numeric types and user-defined structs, which are automatically handed over as copies when used as parameters, and reference types, including arrays, instances of classes, and strings, which only hand over a pointer to the respective object. Due to their special handling of the equality operator, strings will nevertheless behave as if they were values, for all practical purposes. You can even use them as case labels. Where necessary, value types will be boxed automatically.

C# supports a strict Boolean data type, bool. Statements that take conditions, such as while and if, require an expression of a type that implements the true operator, such as the Boolean type. While C++ also has a Boolean type, it can be freely converted to and from integers, and expressions such as if (a) require only that a is convertible to bool, allowing a to be an int, or a pointer. C# disallows this "integer meaning true or false" approach, on the grounds that forcing programmers to use expressions that return exactly bool can prevent certain types of programming mistakes such as if (a = b) (use of assignment = instead of equality ==).

C# is more type safe than C++. The only implicit conversions by default are those that are considered safe, such as widening of integers. This is enforced at compile-time, during JIT, and, in some cases, at runtime. No implicit conversions occur between Booleans and integers, nor between enumeration members and integers (except for literal 0, which can be implicitly converted to any enumerated type). Any user-defined conversion must be explicitly marked as explicit or implicit, unlike C++ copy constructors and conversion operators, which are both implicit by default.

C# has explicit support for covariance and contravariance in generic types, unlike C++ which has some degree of support for contravariance simply through the semantics of return types on virtual methods.

Enumeration members are placed in their own scope.

The C# language does not allow for global variables or functions. All methods and members must be declared within classes. Static members of public classes can substitute for global variables and functions.

Local variables cannot shadow variables of the enclosing block, unlike C and C++.

Metaprogramming

Metaprogramming can be achieved in several ways:

• Reflection is supported through .NET APIs, which enable scenarios such as type metadata inspection and dynamic method invocation.
• Expression trees represent code as an abstract syntax tree, where each node is an expression that can be inspected or executed. This enables dynamic modification of executable code at runtime. Expression trees introduce some homoiconicity to the language.
• Attributes are metadata that can be attached to types, members, or entire assemblies, equivalent to annotations in Java. Attributes are accessible both to the compiler and to code through reflection. Many of native attributes duplicate the functionality of GCC's and VisualC++'s platform-dependent preprocessor directives.
• System.Reflection.Emit namespace, which contains classes that emit metadata and CIL (types, assemblies, etc.) at runtime.
• The .NET Compiler Platform (Roslyn) provides API access to language compilation services, allowing for the compilation of C# code from within .NET applications. It exposes APIs for syntactic (lexical) analysis of code, semantic analysis, dynamic compilation to CIL, and code emission.
• Source generators, a feature of the Roslyn C# compiler, enable compile time metaprogramming. During the compilation process, developers can inspect the code being compiled with the compiler's API and pass additional generated C# source code to be compiled.

Methods and functions

A method in C# is a member of a class that can be invoked as a function (a sequence of instructions), rather than the mere value-holding capability of a field (i.e. class or instance variable). As in other syntactically similar languages, such as C++ and ANSI C, the signature of a method is a declaration comprising in order: any optional accessibility keywords (such as private), the explicit specification of its return type (such as int, or the keyword void if no value is returned), the name of the method, and finally, a parenthesized sequence of comma-separated parameter specifications, each consisting of a parameter's type, its formal name and optionally, a default value to be used whenever none is provided. Different from most other languages, call-by-reference parameters have to be marked both at the function definition and at the calling site, and you can choose between ref and out, the latter allowing handing over an uninitialized variable which will have a definite value on return. Additionally, you can specify a variable-sized argument list by applying the params keyword to the last parameter. Certain specific kinds of methods, such as those that simply get or set a field's value by returning or assigning it, do not require an explicitly stated full signature, but in the general case, the definition of a class includes the full signature declaration of its methods.

Like C++, and unlike Java, C# programmers must use the scope modifier keyword virtual to allow methods to be overridden by subclasses. Unlike C++, you have to explicitly specify the keyword override when doing so. This is supposed to avoid confusion between overriding and newly overloading a function (i.e. hiding the former implementation). To do the latter, you have to specify the new keyword.

Extension methods in C# allow programmers to use static methods as if they were methods from a class's method table, allowing programmers to virtually add instance methods to a class that they feel should exist on that kind of objects (and instances of the respective derived classes).

The type dynamic allows for run-time method binding, allowing for JavaScript-like method calls and run-time object composition.

C# has support for strongly-typed function pointers via the keyword delegate. Like the Qt framework's pseudo-C++ signal and slot, C# has semantics specifically surrounding publish-subscribe style events, though C# uses delegates to do so.

C# offers Java-like synchronized method calls, via the attribute [MethodImpl(MethodImplOptions.Synchronized)], and has support for mutually-exclusive locks via the keyword lock.

Property

C# supports classes with properties. The properties can be simple accessor functions with a backing field, or implement arbitrary getter and setter functions. A property is read-only if there's no setter. Like with fields, there can be class and instance properties. The underlying methods can be virtual or abstract like any other method.

Начиная с C# 3.0 синтаксический сахар автоматически реализуемых свойств. доступен where the accessor (getter) and mutator (setter) encapsulate operations on a single attribute of a class.

Пространство имен

AC# namespace обеспечивает тот же уровень изоляции кода, что и Java. package или С++ namespace, с очень похожими правилами и функциями package. Пространства имен можно импортировать с помощью синтаксиса «using».

Доступ к памяти

В C# указатели адресов памяти можно использовать только внутри блоков, специально помеченных как небезопасные . а программам с небезопасным кодом для запуска необходимы соответствующие разрешения. Большая часть доступа к объектам осуществляется через безопасные ссылки на объекты, которые всегда либо указывают на «живой» объект, либо имеют четко определенное нулевое значение; невозможно получить ссылку на «мертвый» объект (который был собран сборщиком мусора) или на случайный блок памяти. Небезопасный указатель может указывать на экземпляр неуправляемого типа значения, который не содержит никаких ссылок на объекты, подлежащие сборке мусора, такие как экземпляры классов, массивы или строки. Код, который не помечен как небезопасный, все равно может хранить указатели и манипулировать ими через System.IntPtr type, но он не может их разыменовать.

Управляемая память не может быть освобождена явно; вместо этого он автоматически убирается мусором. Сбор мусора решает проблему утечек памяти , освобождая программиста от ответственности за освобождение памяти, которая в большинстве случаев больше не нужна. Код, который сохраняет ссылки на объекты дольше, чем требуется, по-прежнему может использовать больше памяти, чем необходимо, однако после освобождения последней ссылки на объект память становится доступной для сборки мусора.

Исключения

Программистам доступен ряд стандартных исключений. Методы в стандартных библиотеках в некоторых случаях регулярно вызывают системные исключения, и диапазон выдаваемых исключений обычно документируется. Пользовательские классы исключений могут быть определены для классов, позволяющих при необходимости применять обработку для конкретных обстоятельств.

Синтаксис обработки исключений: try { что-нибудь } catch (Exception ex) { ручка ex } finally { сделать что-то независимо от того, произошло исключение или нет }. В зависимости от ваших планов, часть «catch» или «finally» может быть опущена, и может быть несколько частей «catch», обрабатывающих различные виды исключений.

Проверяемые исключения отсутствуют в C# (в отличие от Java). Это было сознательное решение, основанное на вопросах масштабируемости и версионности.

Полиморфизм

В отличие от C++ , C# не поддерживает множественное наследование , хотя класс может реализовывать любое количество « интерфейсов » (полностью абстрактных классов). Это было дизайнерское решение ведущего архитектора языка, призванное избежать сложностей и упростить архитектурные требования для всего интерфейса командной строки.

При реализации нескольких интерфейсов, содержащих метод с одинаковым именем и принимающих параметры одного и того же типа в одном и том же порядке (т. е. одной и той же сигнатуры ), подобно Java , C# позволяет как один метод охватывать все интерфейсы, так и, при необходимости, конкретные методы для каждый интерфейс.

Однако, в отличие от Java, C# поддерживает перегрузку операторов .

C# также предлагает перегрузку функций (так называемый специальный полиморфизм).

Начиная с версии 2.0, C# предлагает параметрический полиморфизм , то есть классы с произвольными или ограниченными параметрами типа, например List<T>, массив переменного размера, который может содержать только элементы типа T. Существуют определенные виды ограничений, которые вы можете указать для параметров типа: должен быть тип X ( или производный от него ), должен реализовывать определенный интерфейс, должен быть ссылочным типом, должен быть типом значения, должен быть реализовать общедоступный конструктор без параметров . Большинство из них можно комбинировать, и вы можете указать любое количество интерфейсов.

Языковой интегрированный запрос (LINQ)

C# имеет возможность использовать LINQ через .NET Framework. Разработчик может запрашивать различные источники данных при условии, что IEnumerable<T> интерфейс реализован на объекте. Сюда входят документы XML, набор данных ADO.NET и базы данных SQL.

Использование LINQ в C# дает такие преимущества, как поддержка IntelliSense , широкие возможности фильтрации, безопасность типов с возможностью проверки ошибок компиляции и согласованность запросов данных из различных источников. Существует несколько различных языковых структур, которые можно использовать с C# и LINQ, и это выражения запросов, лямбда-выражения, анонимные типы, неявно типизированные переменные, методы расширения и инициализаторы объектов.

LINQ имеет два синтаксиса: синтаксис запроса и синтаксис метода. Однако компилятор всегда преобразует синтаксис запроса в синтаксис метода во время компиляции.

using System.Linq;

var numbers = new int[] { 5, 10, 8, 3, 6, 12 };

// Query syntax (SELECT num FROM numbers WHERE num % 2 = 0 ORDER BY num)
var numQuery1 =
        from num in numbers
        where num % 2 == 0
        orderby num
        select num;

// Method syntax
var numQuery2 = 
        numbers
        .Where(num => num % 2 == 0)
        .OrderBy(n => n);

Функциональное программирование

Хотя C# в первую очередь является императивным языком, со временем в него всегда добавляются функциональные возможности. например:

• Функционирует как первоклассный гражданин — делегаты C# 1.0
• Функции высшего порядка – C# 1.0 вместе с делегатами
• Анонимные функции — анонимные делегаты C# 2 и лямбда-выражения C# 3.
• Замыкания — C# 2 вместе с анонимными делегатами и C# 3 вместе с лямбда-выражениями.
• Вывод типа — C# 3 с неявно типизированными локальными переменными. var и новые выражения целевого типа в C# 9. new()
• Понимание списков — C# 3 LINQ
• Кортежи — .NET Framework 4.0, но он стал популярным, когда в C# 7.0 появился новый тип кортежа с поддержкой языка.
• Вложенные функции — C# 7.0
• Сопоставление с образцом — C# 7.0
• Неизменяемость — структура C# 7.2 только для чтения, типы записей C# 9. и инициализируют только установщики
• Классы типов — роли/расширения C# 12 (в разработке). )

Система общего типа

В C# имеется единая система типов . Эта унифицированная система типов называется системой общих типов (CTS).

Единая система типов подразумевает, что все типы, включая примитивы, такие как целые числа, являются подклассами System.Object сорт. Например, каждый тип наследует ToString() метод.

Категории типов данных

CTS разделяет типы данных на две категории:

1. Типы ссылок
2. Типы значений

Экземпляры типов значений не имеют ни ссылочной идентичности, ни семантики ссылочного сравнения. Сравнения равенства и неравенства для типов значений сравнивают фактические значения данных внутри экземпляров, если только соответствующие операторы не перегружены. Типы значений происходят от System.ValueType, всегда имеют значение по умолчанию и всегда могут быть созданы и скопированы. Некоторые другие ограничения типов значений заключаются в том, что они не могут быть производными друг от друга (но могут реализовывать интерфейсы) и не могут иметь явный конструктор по умолчанию (без параметров), поскольку у них уже есть неявный конструктор, который инициализирует все содержащиеся данные зависимым от типа значением по умолчанию ( 0, ноль или подобное). Примерами типов значений являются все примитивные типы, такие как int (32-битное целое число со знаком), float (32-битное число IEEE с плавающей запятой), char (16-битный код Unicode), decimal (числа с фиксированной точкой, полезные для обработки денежных сумм) и System.DateTime (определяет конкретный момент времени с точностью до наносекунды). Другими примерами являются enum (перечисления) и struct (структуры, определяемые пользователем).

Напротив, ссылочные типы имеют понятие ссылочной идентичности, что означает, что каждый экземпляр ссылочного типа по своей сути отличается от любого другого экземпляра, даже если данные в обоих экземплярах одинаковы. Это отражается в сравнениях равенства и неравенства по умолчанию для ссылочных типов, которые проверяют ссылочное, а не структурное равенство, если только соответствующие операторы не перегружены (например, в случае с System.String). Некоторые операции не всегда возможны, например создание экземпляра ссылочного типа, копирование существующего экземпляра или сравнение значений двух существующих экземпляров. Тем не менее, определенные ссылочные типы могут предоставлять такие услуги, предоставляя открытый конструктор или реализуя соответствующий интерфейс (например, ICloneable или IComparable). Примеры ссылочных типов: object (основной базовый класс для всех остальных классов C#), System.String (строка символов Юникода) и System.Array (базовый класс для всех массивов C#).

Обе категории типов можно расширять с помощью определяемых пользователем типов.

Упаковка и распаковка

Упаковка — это операция преобразования объекта типа значения в значение соответствующего ссылочного типа. Упаковка в C# является неявной.

Распаковка — это операция преобразования значения ссылочного типа (ранее упакованного) в значение типа значения. Распаковка в C# требует явного приведения типа . Упакованный объект типа T можно распаковать только до T (или T, допускающего значение NULL).

Пример:

int foo = 42;         // Value type.
object bar = foo;     // foo is boxed to bar.
int foo2 = (int)bar;  // Unboxed back to value type.

Библиотеки

Спецификация C# подробно описывает минимальный набор типов и библиотек классов, которые компилятор ожидает иметь. На практике C# чаще всего используется с некоторой реализацией Common Language Infrastructure (CLI), которая стандартизирована как ECMA-335 Common Language Infrastructure (CLI) .

В дополнение к стандартным спецификациям CLI существует множество коммерческих и общественных библиотек классов, которые созданы на основе библиотек платформы .NET и предоставляют дополнительные функциональные возможности.

C# может выполнять вызовы к любой библиотеке, включенной в Список библиотек и платформ .NET .

Примеры

Привет, мир

Ниже приведена очень простая программа на C#, версия классического примера « Привет, мир », использующая функцию операторов верхнего уровня, представленную в C# 9:

using System;

Console.WriteLine("Hello, world!");

Для кода, написанного на C# 8 или ниже, логика точки входа программы должна быть записана в методе Main внутри типа:

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        Console.WriteLine("Hello, world!");
    }
}

Этот код отобразит этот текст в окне консоли:

Hello, world!

Каждая строка имеет свое назначение:

using System;

Приведенная выше строка импортирует все типы в System пространство имен. Например, Console класс, используемый позже в исходном коде, определен в файле System пространство имен, что означает, что его можно использовать без указания полного имени типа (которое включает пространство имен).

// A version of the classic "Hello World" program

Эта строка является комментарием; он описывает и документирует код для программиста(ов).

class Program

Выше приведено определение класса для Program сорт. Все, что следует за парой фигурных скобок, описывает этот класс.

{
    ...
}

Фигурные скобки обозначают границы блока кода. В этом первом случае они отмечают начало и конец Program сорт.

static void Main()

Здесь объявляется метод члена класса, с которого программа начинает выполнение. Среда выполнения .NET вызывает Main метод. В отличие от Java , Main метод не требует public ключевое слово, которое сообщает компилятору, что метод может быть вызван из любого места любым классом. Письмо static void Main(string[] args) эквивалентно написанию private static void Main(string[] args). Ключевое слово static делает метод доступным без экземпляра Program. Каждое консольное приложение Main точка входа должна быть объявлена static в противном случае программе потребуется экземпляр Program, но для любого экземпляра потребуется программа. Чтобы избежать этой неразрешимой циклической зависимости , компиляторы C#, обрабатывающие консольные приложения (как показано выше), сообщают об ошибке, если нет static Main метод. void Ключевое слово заявляет, что Main не имеет возвращаемого значения . (Однако обратите внимание, что короткие программы могут быть написаны с использованием операторов верхнего уровня, представленных в C# 9, как упоминалось ранее.)

Console.WriteLine("Hello, world!");

Эта строка записывает вывод. Console это статический класс в System пространство имен. Он обеспечивает интерфейс для стандартного ввода/вывода и потоки ошибок для консольных приложений. Программа вызывает Console метод WriteLine, который выводит на консоль строку с аргументом, строку "Hello, world!".

Дженерики

Дополнительная информация: Общее программирование.

Благодаря .NET 2.0 и C# 2.0 сообщество получило более гибкие коллекции, чем в .NET 1.x. Из-за отсутствия дженериков разработчикам приходилось использовать такие коллекции, как ArrayList, для хранения элементов как объектов неопределенного типа, что приводило к снижению производительности при упаковке/распаковке/проверке типа содержащихся элементов.

Generics представили новую масштабную функцию в .NET, которая позволила разработчикам создавать типобезопасные структуры данных. Этот сдвиг особенно важен в контексте преобразования устаревших систем, где обновление универсальных структур может значительно повысить производительность и удобство обслуживания за счет замены устаревших структур данных более эффективными и типобезопасными альтернативами.

Пример

public class DataStore<T>
{
    private T[] items = new T[10];
    private int count = 0;

    public void Add(T item)
    {
        items[count++] = item;
    }

    public T Get(int index)
    {
        return items[index];
    }
}

графический интерфейс

Windows Пример графического интерфейса :

using System;
using System.Windows.Forms;

class Program
{
    static void Main()
    {
        MessageBox.Show("Hello, World!");
        Console.WriteLine("Is almost the same argument!");
    }
}

Этот пример аналогичен предыдущему, за исключением того, что он создает диалоговое окно , содержащее сообщение «Hello, World!» вместо того, чтобы писать его в консоль.

Изображения

Еще одна полезная библиотека — System.Drawing библиотека, которая используется для программного рисования изображений. Например:

using System;
using System.Drawing;

public class Example
{
    public static Image img;

    static void Main()
    {
        img = Image.FromFile("Image.png");
    }
}

Это создаст изображение, идентичное изображению, хранящемуся в «Image.png».

Стандартизация и лицензирование

В августе 2001 года Microsoft , Hewlett-Packard и Intel совместно выступили спонсорами подачи спецификаций C#, а также Common Language Infrastructure (CLI) в организацию по стандартизации Ecma International . В декабре 2001 года ECMA выпустила спецификацию языка C# ECMA-334 . C# стал стандартом ISO / IEC в 2003 году (ISO/IEC 23270:2003 – Информационные технологии. Языки программирования – C# ). ECMA ранее приняла эквивалентные спецификации в качестве второго издания C# в декабре 2002 года. В июне 2005 года ECMA утвердила третье издание спецификации C# и обновила ECMA-334. Дополнения включали частичные классы, анонимные методы, типы, допускающие значение NULL, и дженерики C++ (что-то похожее на шаблоны ). В июле 2005 года ECMA представила ISO/IEC JTC 1/SC 22, используя ускоренный процесс последнего, стандарты и соответствующие ТУ. Обычно этот процесс занимает 6–9 месяцев.

Определение языка C# и CLI стандартизированы в соответствии со стандартами ISO / IEC и Ecma , которые обеспечивают разумную и недискриминационную лицензионную защиту от патентных претензий.

Microsoft изначально согласилась не подавать в суд на разработчиков открытого исходного кода за нарушение патентов в некоммерческих проектах на ту часть фреймворка, на которую распространяется обещание открытой спецификации . Microsoft также согласилась не применять патенты, относящиеся к продуктам Novell , к платящим клиентам Novell. за исключением списка продуктов, в которых явно не упоминаются C#, .NET или реализация .NET от Novell ( Проект Mono ). Однако Novell утверждает, что Mono не нарушает никаких патентов Microsoft. Microsoft также заключила конкретное соглашение не обеспечивать соблюдение патентных прав, связанных с плагином браузера Moonlight , который зависит от Mono, при условии, что он будет получен через Novell.

Десять лет спустя Microsoft начала разработку бесплатных кроссплатформенных инструментов с открытым исходным кодом для C#, а именно Visual Studio Code , .NET Core и Roslyn . Mono присоединился к Microsoft как проект Xamarin , дочерней компании Microsoft.

Реализации

Microsoft возглавляет разработку эталонных открытым исходным кодом компиляторов C# и набора инструментов с . Первый компилятор, Roslyn , компилирует в промежуточный язык (IL), а второй, RyuJIT, — это JIT-компилятор (точно в срок), который является динамическим, выполняет оптимизацию «на лету» и компилирует IL в собственный код для внешнего интерфейса ЦП. RyuJIT имеет открытый исходный код и написан на C++. Roslyn полностью написан на управляемом коде (C#), открыт, а его функциональные возможности реализованы в виде API. Таким образом, это позволяет разработчикам создавать инструменты рефакторинга и диагностики. Двумя ветвями официальной реализации являются .NET Framework (с закрытым исходным кодом, только для Windows) и .NET Core (с открытым исходным кодом, кроссплатформенный); в конечном итоге они объединились в одну реализацию с открытым исходным кодом: .NET 5.0. В .NET Framework 4.6 новый JIT-компилятор заменил прежний.

Другие компиляторы C# (некоторые из которых включают реализацию Common Language Infrastructure и библиотек классов .NET):

• Mono , проект, спонсируемый Microsoft, предоставляет компилятор C# с открытым исходным кодом, полную реализацию CLI с открытым исходным кодом (включая необходимые библиотеки платформы, как они указаны в спецификации ECMA) и почти полную реализацию библиотек классов NET. в .NET Framework 3.5.
• Цепочка инструментов Elements из RemObjects включает RemObjects C#, который компилирует код C# в .NET Common Intermediate Language , байт-код Java , Cocoa , байт-код Android , WebAssembly и собственный машинный код для Windows, macOS и Linux.
• Проект DotGNU (сейчас прекращенный) также предоставил компилятор C# с открытым исходным кодом, почти полную реализацию Common Language Infrastructure, включая необходимые библиотеки платформы, как они указаны в спецификации ECMA, и подмножество некоторых оставшихся собственных классов .NET Microsoft. библиотеки до .NET 2.0 (те, которые не задокументированы и не включены в спецификацию ECMA, но включены в стандартный дистрибутив Microsoft .NET Framework).

использует Игровой движок Unity C# в качестве основного языка сценариев. В игровой движок Godot реализован дополнительный модуль C# благодаря пожертвованию Microsoft в размере 24 000 долларов.

См. также

Темы C#

• Синтаксис С#
• Сравнение C# и Java
• Сравнение C# и Visual Basic .NET
• Стандартные библиотеки .NET

Иды

• Визуальная Студия
• Код Visual Studio
• Райдер
• LINQPad
• МоноРазвитие
• Морфик
• SharpDevelop
• Турбо С#
• Microsoft Visual Studio Экспресс
• Хамарин Студия

Ссылки

Источники

• Альбахари, Джозеф (2022). C# 10 в двух словах (первое изд.). О'Рейли. ISBN  978-1-098-12195-2 .
• Арчер, Том (2001). «Часть 2, Глава 4: Система типов». Внутри С# . Редмонд, Вашингтон: Microsoft Press. ISBN  0-7356-1288-9 .
• Новак, Иштван; Вельварт, Андрас; Гранич, Адам; Баласси, Дьёрдь; Хайдрик, Аттила; Селлерс, Митчелл; Хиллар, Гастон К.; Мольнар, Агнес; Канджилал, Джойдип (2010). Visual Studio 2010 и .NET 4 «шесть в одном» . Врокс Пресс. ISBN  978-0470499481 .
• Скит, Джон (2019). C# в глубине (Четвертое изд.). Мэннинг. ISBN  978-1617294532 .

Дальнейшее чтение

• Дрейтон, Питер; Альбахари, Бен; Ньюворд, Тед (2002). Карманный справочник по языку C# . О'Рейли. ISBN  0-596-00429-Х .
• Петцольд, Чарльз (2002). Программирование Microsoft Windows на C# . Майкрософт Пресс. ISBN  0-7356-1370-2 .

Внешние ссылки

• Спецификация языка C#
• Руководство по программированию на C#
• Спецификация языка ISO C#
• Исходный код платформы компилятора C# ("Roslyn")