Русская Википедия:C Sharp
Шаблон:Не путать Шаблон:Другие значения термина Шаблон:Неверный заголовок Шаблон:Карточка языка программирования C# (произносится си шарп) — объектно-ориентированный язык программирования общего назначения. Разработан в 1998—2001 годах группой инженеров компании Microsoft под руководством Андерса Хейлсберга и Скотта Вильтаумота[1] как язык разработки приложений для платформы Microsoft .NET Framework и .NET Core. Впоследствии был стандартизирован как ECMA-334 и ISO/IEC 23270.
C# относится к семье языков с C-подобным синтаксисом, из них его синтаксис наиболее близок к C++ и Java. Язык имеет статическую типизацию, поддерживает полиморфизм, перегрузку операторов (в том числе операторов явного и неявного приведения типа), делегаты, атрибуты, события, переменные, свойства, обобщённые типы и методы, итераторы, анонимные функции с поддержкой замыканий, LINQ, исключения, комментарии в формате XML.
Переняв многое от своих предшественников — языков C++, Delphi, Модула, Smalltalk и, в особенности, Java — С#, опираясь на практику их использования, исключает некоторые модели, зарекомендовавшие себя как проблематичные при разработке программных систем, например, C# в отличие от C++ не поддерживает множественное наследование классов (между тем допускается множественная реализация интерфейсов).
Особенности языка
С# разрабатывался как язык программирования прикладного уровня для CLR и, как таковой, зависит, прежде всего, от возможностей самой CLR. Это касается, прежде всего, системы типов С#, которая отражает BCL. Присутствие или отсутствие тех или иных выразительных особенностей языка диктуется тем, может ли конкретная языковая особенность быть транслирована в соответствующие конструкции CLR. Так, с развитием CLR от версии 1.1 к 2.0 значительно обогатился и сам C#; подобного взаимодействия следует ожидать и в дальнейшем (однако, эта закономерность была нарушена с выходом C# 3.0, представляющего собой расширения языка, не опирающиеся на расширения платформы .NET). CLR предоставляет С#, как и всем другим .NET-ориентированным языкам, многие возможности, которых лишены «классические» языки программирования. Например, сборка мусора не реализована в самом C#, а производится CLR для программ, написанных на C#, точно так же, как это делается для программ на VB.NET, J# и др.
Название языка
Название «Си шарп» (от англ. sharp — диез) происходит от буквенной музыкальной нотации, где латинской букве C соответствует нота До, а знак диез (англ. sharp) означает повышение соответствующего ноте звука на полутон[2], что аналогично названию языка C++, где «++» обозначает инкремент переменной. Название также является игрой с цепочкой C → C++ → C++++(C#), так как символ «#» можно представить состоящим из 4 знаков «+»[3].
Из-за технических ограничений на отображение (стандартные шрифты, браузеры и т. д.), а также из-за того, что знак диеза ♯ не представлен на стандартной клавиатуре компьютера, при записи имени языка программирования используют знак решётки (#)[4]. Это соглашение отражено в Спецификации языка C# ECMA-334[5]. Тем не менее, на практике (например, при размещении рекламы и коробочном дизайне[6]), «Майкрософт» использует знак диеза.
Названия языков программирования не принято переводить, поэтому язык называют, используя транскрипцию, — «Си шарп».
Стандартизация
C# стандартизирован в ECMA (ECMA-334)[7] и ISO (ISO/IEC 23270)[8].
Известно как минимум о трёх независимых реализациях C#, базирующихся на этой спецификации и находящихся в настоящее время на различных стадиях разработки:
- Mono, начата компанией Ximian, продолжена её покупателем и преемником Novell, а затем Xamarin.
- dotGNU и Portable.NET, разрабатываемые Free Software Foundation.
Версии
На протяжении разработки языка C# было выпущено несколько его версий:
| Версия | Нововведения |
|---|---|
| C# 2.0 |
|
| C# 3.0 |
|
| C# 4.0 |
|
| C# 5.0 |
|
| C# 6.0 |
|
| C# 7.0[11] |
|
| C# 8.0 |
|
| C# 9.0 |
|
| C# 10.0 |
|
Версия 1.0
Проект C# был начат в декабре 1998 и получил кодовое название COOL (C-style Object Oriented Language). Версия 1.0 была анонсирована вместе с платформой .NET в июне 2000 года, тогда же появилась и первая общедоступная бета-версия; C# 1.0 окончательно вышел вместе с Microsoft Visual Studio .NET в феврале 2002 года.
Первая версия C# напоминала по своим возможностям Java 1.4, несколько их расширяя: так, в C# имелись свойства (выглядящие в коде как поля объекта, но на деле вызывающие при обращении к ним методы класса), индексаторы (подобные свойствам, но принимающие параметр как индекс массива), события, делегаты, циклы foreach, структуры, передаваемые по значению, автоматическое преобразование встроенных типов в объекты при необходимости (boxing), атрибуты, встроенные средства взаимодействия с неуправляемым кодом (DLL, COM) и прочее.
Кроме того, в C# решено было перенести некоторые возможности C++, отсутствовавшие в Java: беззнаковые типы, перегрузку операторов (с некоторыми ограничениями, в отличие от C++), передача параметров в метод по ссылке, методы с переменным числом параметров, оператор goto (с ограничениями). Также в C# оставили ограниченную возможность работы с указателями — в местах кода, специально обозначенных словом unsafe и при указании специальной опции компилятору.
Версия 2.0
Проект спецификации C# 2.0 впервые был опубликован Microsoft в октябре 2003 года; в 2004 году выходили бета-версии (проект с кодовым названием Whidbey), C# 2.0 окончательно вышел 7 ноября 2005 года вместе с Visual Studio 2005 и .NET 2.0.
- Новые возможности в версии 2.0
- Частичные типы (разделение реализации класса более чем на один файл).
- Обобщённые, или параметризованные типы (generics). В отличие от шаблонов C++, они поддерживают некоторые дополнительные возможности и работают на уровне виртуальной машины. Вместе с тем, параметрами обобщённого типа не могут быть выражения, они не могут быть полностью или частично специализированы, не поддерживают шаблонных параметров по умолчанию, от шаблонного параметра нельзя наследоваться, и т. д.[12]
- Новая форма итератора, позволяющая создавать сопрограммы с помощью ключевого слова
yield, подобно Python и Ruby. - Анонимные методы, обеспечивающие функциональность замыкания.
- Оператор null-объединения: '??':
return obj1 ?? obj2;означает (в нотации C# 1.0)return obj1!=null ? obj1 : obj2;. - Обнуляемые (nullable) типы — значения (обозначаемые вопросительным знаком, например,
int? i = null;), представляющие собой те же самые типы-значения, способные принимать также значениеnull. Такие типы позволяют улучшить взаимодействие с базами данных через язык SQL. - Возможность создавать хранимые процедуры, триггеры и даже типы данных на .Net языках (в том числе и на C#).
- Поддержка 64-разрядных вычислений, что кроме всего прочего, позволяет увеличить адресное пространство и использовать 64-разрядные примитивные типы данных.
Версия 3.0
В июне 2004 года Андерс Хейлсберг впервые рассказал на сайте Microsoft о планируемых расширениях языка в C#3.0[13]. В сентябре 2005 года вышли проект спецификации C# 3.0 и бета-версия C# 3.0, устанавливаемая в виде дополнения к существующим Visual Studio 2005 и .NET 2.0. Окончательно эта версия языка вошла в Visual Studio 2008 и .NET 3.5.
- Новые возможности в версии 3.0
В C# 3.0 появились следующие радикальные добавления к языку:
- ключевые слова
select, from, where, позволяющие делать запросы из XML документов, коллекций и т. п. Эти запросы имеют сходство с запросами SQL и реализуются компонентом LINQ. (Сама фраза «language integrated query» переводится «запрос, интегрированный в язык».) - Инициализация объекта вместе с его свойствами:
Customer c = new Customer(); c.Name = "James"; c.Age=30;
- можно записать как
Customer c = new Customer { Name = "James", Age = 30 };
listOfFoo.Where(delegate(Foo x) { return x.size > 10; });
- теперь можно записать как
listOfFoo.Where(x => x.size > 10);
- Деревья выражений:
- лямбда-выражения теперь могут представляться в виде структуры данных, доступной для обхода во время выполнения, тем самым позволяя транслировать строго типизированные C#-выражения в другие домены (например, выражения SQL).
- Неявная типизация: Вывод типов локальной переменной. Для неявной типизации вместо названия типа данных используется ключевое слово
var. Затем уже при компиляции компилятор сам выводит тип данных исходя из присвоенного значения:var x = "hello";вместоstring x = "hello"; - Анонимные типы:
var x = new { Name = "James" }; - Методы расширения. Появилась возможность добавления новых методов в уже существующие классы. Реализуется с помощью ключевого слова
thisпри первом параметре статической функции статического класса.
public static class StringExtensions
{
public static int ToInt32(this string val)
{
return Int32.Parse(val);
}
}
// ...
string s = "10";
int x = s.ToInt32();
- Автоматические свойства: компилятор сгенерирует закрытое (private) поле и соответствующие аксессор и мутатор для кода вида
public string Name { get; private set; }
C# 3.0 совместим с C# 2.0 по генерируемому MSIL-коду; улучшения в языке — чисто синтаксические и реализуются на этапе компиляции. Например, многие из интегрированных запросов LINQ можно осуществить, используя безымянные делегаты в сочетании с предикатными методами над контейнерами наподобие List.FindAll и List.RemoveAll.
Версия 4.0
Превью C# 4.0 было представлено в конце 2008 года, вместе с CTP-версией Visual Studio 2010.
Visual Basic 10.0 и C# 4.0 были выпущены в апреле 2010 года, одновременно с выпуском Visual Studio 2010.
- Новые возможности в версии 4.0[14]
- Возможность использования позднего связывания, для использования:
- Именованные и опциональные параметры
- Новые возможности COM interop
- Ковариантность и контравариантность обобщенных интерфейсов и делегатов
- Контракты в коде (Code Contracts)
- Библиотека параллельных задач TPL (Task Parallel Library), концепция задач и классы
Task,TaskFactory,Parallel - Добавлен класс
MemoryCache, который предназначен для кэширования контента. Он похож на классCacheASP.NET, но его можно использовать при написании веб- / графических / консольных приложений. - Добавлено пространство имен System.Collections.Concurrent и новые классы параллельных коллекций (ConcurrentQueue, ConcurrentStack, ConcurrentBag,…), которые предоставляют не только большую эффективность, но и более полную потокобезопасность.
Примеры:
dynamic calc = GetCalculator();
int sum = calc.Add(10, 20); // Динамический вызов
public void SomeMethod(int x, int y = 5, int z = 7); // Опциональные параметры
Версия 5.0
Новые возможности в версии 5.0
- Шаблон TAP (Task-based Asynchronous Pattern). TAP использует один метод для представления инициализации и завершения асинхронной операции.
- Асинхронные методы (
asyncиawait) — как реализация шаблона TAP. - Сведения о вызывающем объекте
Версия 6.0
Новые возможности в версии 6.0
- null-условные операторы. Добавлены новые операторы:
?.и?[]:
int? length = customers?.Length; // null if customers is null
Customer first = customers?[0]; // null if customers is null
- Функции сжатые до выражений (expression-bodied functions). Теперь определение метода может быть задано с использованием лямбда-синтаксиса:
public Point Move(int dx, int dy) => new Point(x + dx, y + dy);
- Инициализаторы автосвойств. Автосвойства теперь можно инициализировать при объявлении:
public string First { get; set; } = "Jane";
- Автосвойства только для чтения. Автосвойства теперь могут быть объявлены без сеттеров:
public string First { get; } = "Jane";
- Инициализаторы индексов. Теперь можно инициализировать не только объекты и коллекции, но и словари:
var numbers = new Dictionary<int, string> {
[7] = "seven",
[9] = "nine",
[13] = "thirteen"
};
- Интерполяция строк. Вместо использования конструкций с
String.Format(), например:
var s = String.Format("{0} is {1} year{{s}} old", p.Name, p.Age);
теперь можно размещать код прямо в строке:
var s = $"{p.Name} is {p.Age} year{{s}} old";
- Фильтры исключений. Появилась возможность задавать условия для блоков
catch:
try { … } catch (Exception e) when (Log(e)) { … }
- Импорт статических функций типов. Теперь доступ к статическим членам типов возможен без указания полного имени этих членов:
using static System.Console;
using static System.Math;
class Program
{
static void Main()
{
WriteLine(Sqrt(3*3 + 4*4));
}
}
- Оператор
nameof. Новый оператор, который возвращает компактное строковое представление для переданного в качестве аргумента типа:
WriteLine(nameof(person.Address.ZipCode)); // prints "ZipCode"
- Для асинхронного программирования была добавлена возможность использования операторов
awaitвнутри блоковcatchиfinally:
Resource res = null;
try
{
res = await Resource.OpenAsync(…); // You could do this.
}
catch(ResourceException e)
{
await Resource.LogAsync(res, e); // Now you can do this …
}
finally
{
if (res != null) await res.CloseAsync(); // … and this.
}
Версия 7.0
Новые возможности в версии 7.0[11]
out-переменные, которые позволяют объявить переменные сразу в вызове метода (причем областью видимости для таких переменных является внешний блок):
p.GetCoordinates(out int x, out int y);
- Сопоставление с шаблоном. Вводится понятие шаблона (
pattern), который представляет собой синтаксическую конструкцию, позволяющую проверить соответствие переменной определённой форме и извлечь из неё информацию. - Шаблоны с
is(isтеперь может использоваться не только с типом, но и с шаблоном — в качестве правого аргумента) - Шаблоны и выражение
switch. Варианты использованияswitchбыли расширены, теперь можно:- использовать любые типы (не только примитивные);
- использовать шаблоны в выражениях
case; - добавлять дополнительные условия к выражениям
case(используя ключевое словоwhen).
- Кортежи. Добавлен тип кортеж значений (структура
ValueTuple) и синтаксис работы с данными этого типа:
(string, string, string) LookupName(long id) // возвращаемый тип - кортеж
{
... // инициализируем данные
return (first, middle, last); // литерал кортежа
}
- Распаковка кортежей. Была добавлена новая синтаксическая конструкция деконструктор, позволяющая извлечь кортеж, состоящий из членов класса.
- Локальные функции. Теперь функцию, которая используется только в теле какого-либо метода, можно объявить прямо в теле этого метода.
- Улучшения литералов. Были добавлены бинарные литералы и символ разделителя (
_) в числовых литералах. - Локальные переменные и возвращаемые значения по ссылке. Расширена функциональность ключевого слова
ref. Теперь можно возвратить данные из метода или сохранить их в локальной переменной по ссылке. - Расширение списка типов, возвращаемых асинхронными методами
- Больше членов класса в виде выражений. Синтаксис функций, сжатых до выражений (
expression-bodied functions), теперь применим для сеттеров, геттеров, конструкторов и деструкторов. throw-выражения. Теперь можно использоватьthrowв функциях, сжатых до выражений (expression-bodied functions):
public string GetLastName() => throw new NotImplementedException();
Версия 8.0
Новые возможности в версии 8.0[15]
- Модификатор
readonly. Был создан для обозначения члена, который не изменит состояние. - Методы интерфейсов по умолчанию. Теперь при создании метода интерфейса можно объявить его реализацию по умолчанию, которую можно переопределить в классе, который реализует этот интерфейс.
- Сопоставление шаблонов. Возможность позволяет работать с шаблонами в зависимости от формата в связанных, но различных типах данных.
- Рекурсивные шаблоны. Является выражением шаблона, которое применяется к результатам другого выражения шаблона.
- Выражения switch позволяют сократить количество case и break, а также фигурных скобок.
public enum Rainbow { Red, Orange, Yellow, Green, Blue, Indigo, Violet } public static RGBColor FromRainbow(Rainbow colorBand) => colorBand switch { Rainbow.Red => new RGBColor(0xFF, 0x00, 0x00), Rainbow.Orange => new RGBColor(0xFF, 0x7F, 0x00), Rainbow.Yellow => new RGBColor(0xFF, 0xFF, 0x00), Rainbow.Green => new RGBColor(0x00, 0xFF, 0x00), Rainbow.Blue => new RGBColor(0x00, 0x00, 0xFF), Rainbow.Indigo => new RGBColor(0x4B, 0x00, 0x82), Rainbow.Violet => new RGBColor(0x94, 0x00, 0xD3), _ => throw new ArgumentException(message: "invalid enum value", paramName: nameof(colorBand)), };
- Шаблоны свойств. Позволяет сопоставлять свойства исследуемого объекта с помощью
{ variable : value } => .... - Шаблоны кортежей. Используется, если нужно работать с несколькими наборами входных данных.
(value1, value2,..) => ...
- Объявление
using. Это объявление переменной, которому предшествует ключевое словоusing. Оно сообщает компилятору, что объявляемая переменная должна быть удалена в конце области видимости. - Статический локальный метод. Теперь можно убедиться в том, что метод не охватывает какие-либо переменные из области видимости с помощью добавления к нему модификатора
static. - Удаляемые ссылочные структуры. Ссылочные структуры не могут реализовать
IDisposable(как и любые другие интерфейсы). Поэтому чтобы удалитьref struct, необходим доступныйvoid Dispose(). - Типы значений, допускающие значение
null. Теперь, чтобы указать, что переменная типа значений допускает значениеnull, необходимо поставить к имени типа? - Асинхронные потоки. Это во-первых интерфейс
IAsyncEnumerable<T>. А во-вторых конструкцияforeachсawait.public static async System.Collections.Generic.IAsyncEnumerable<int> GenerateSequence() { for (int i = 0; i < 20; i++) { await Task.Delay(100); yield return i; } } // or await foreach (var number in GenerateSequence()) { Console.WriteLine(number); }
- Асинхронные высвобождаемые типы. Начиная с C# 8.0 язык поддерживает асинхронные освобождаемые типы, реализующие интерфейс
System.IAsyncDisposable. Операнд выраженияusingможет реализовыватьIDisposableилиIAsyncDisposable. В случаеIAsyncDisposableкомпилятор создает код дляawait, возвращенногоTaskизIAsyncDisposable.DisposeAsync. - Индексы и диапазоны. Диапазоны и индексы обеспечивают лаконичный синтаксис для доступа к отдельным элементам или диапазонам в последовательности. Нововведение включает в себя операторы
^и.., а такжеSystem.IndexиSystem.Range - Оператор присваивания объединения с null. Оператор
??=можно использовать для присваивания значения правого операнда левому операнду только в том случае, если левый операнд имеет значениеnull.List<int> numbers = null; int? i = null; numbers ??= new List<int>(); numbers.Add(i ??= 17); numbers.Add(i ??= 20); Console.WriteLine(string.Join(" ", numbers)); // output: 17 17 Console.WriteLine(i); // output: 17
- Неуправляемые сконструированные типы. Начиная с C# 8.0, сконструированный тип значения является неуправляемым, если он содержит поля исключительно неуправляемых типов (например универсальный тип <T>).
- Выражение stackalloc во вложенных выражениях. Теперь если результат выражения stackalloc имеет тип
System.Span<T>илиSystem.ReadOnlySpan<T>, то его можно использовать в других выражениях.Span<int> numbers = stackalloc[] { 1, 2, 3, 4, 5, 6 }; var ind = numbers.IndexOfAny(stackalloc[] { 2, 4, 6, 8 }); Console.WriteLine(ind); // output: 1
- Порядок маркеров
$и@в интерполированных строках verbatim теперь может быть любым.
Версия 9.0
Новые возможности в версии 9.0[16]
- Типы записей. Появилась возможность при помощи ключевого слова
recordдля определения ссылочного типа, предоставляющего функционал инкапсуляции данных.
public record Person(string FirstName, string LastName);
По умолчанию типы записей является неизменяемыми. В отличие от других ссылочных типов, переменные типов записей считаются равными, если равны типы и значения их свойств и полей.
- Обратимые изменения. Для заданного экземпляра записи при помощи ключевого слова
withвозможно создание копии с изменёнными значениями указанных свойств и полей. - Запись может быть унаследована от записи. Однако запись не может быть унаследована от класса, и наоборот, класс не может быть унаследован от записи.
- Обратимые изменения. Для заданного экземпляра записи при помощи ключевого слова
- Инициализаторы. C# 9.0 предоставляет синтаксис — ключевое слово
init— для задания значений свойств класса при инициализации.
public class Person
{
public string FirstName { get; init; }
public string LastName { get; init; }
};
- Операторы верхнего уровня. Один файл в приложении допускается начать сразу с исполняемых строк кода, минуя ряд таких формальностей, как объявление пространств имён, классов, методов. Такие операторы эквивалентны операторам метода
Main. - Улучшения сопоставлений шаблонов.
- Шаблоны типов — соответствуют объекту заданного типа.
- Логические шаблоны — входные данные должны соответствовать заданной логической операции (
and,or,not). - Реляционные шаблоны — входные данные должны соответствовать заданной операции сравнения (больше, меньше, равно, больше или равно, меньше или равно) с константой.
- Улучшения производительности.
- Допускается опустить тип создаваемого объекта в выражении
new, если он известен заранее
private List<Person> persons = new();
- Поддержка статических лямбда-выражений и статических анонимных методов. Как и статические локальные функции, они не могут захватывать нестатические локальные переменные и состояния экземпляра.
- Поддержка применения атрибутов к локальным функциям.
Пример «Hello, World!»
Ниже представлен код классической программы «Hello world» на C# для консольного приложения:
Console.WriteLine("Hello World!");
и код этой же программы для приложения Windows Forms:
namespace WindowsForms;
public class Program
{
[STAThread]
public static void Main() => new DemoForm().ShowDialog();
}
public class DemoForm : Form
{
Label label = new Label();
public DemoForm()
{
label.Text = "Hello World!";
this.Controls.Add(label);
this.StartPosition = FormStartPosition.CenterScreen;
this.BackColor = Color.White;
this.FormBorderStyle = FormBorderStyle.Fixed3D;
}
}
Реализации
Существует несколько реализаций C#:
- Компилятор Roslyn c открытым исходным кодом
- Реализация C# в виде компилятора csc.exe включена в состав .NET Framework (включая .NET Micro Framework, .NET Compact Framework и его реализации под Silverlight и Windows Phone 7).
- В составе проекта Rotor (Shared Source Common Language Infrastructure) компании Microsoft.
- Проект Mono включает в себя реализацию C# с открытым исходным кодом.
- Проект DotGNU также включает компилятор C# с открытым кодом.
- DotNetAnywhere[17] — ориентированная на встраиваемые системы реализация CLR, поддерживает практически всю спецификацию C# 2.0.
Примечания
Литература
- Шаблон:Книга
- Шаблон:Книга
- Шаблон:Книга Шаблон:Wayback
- Шаблон:КнигаШаблон:Недоступная ссылка
- Шаблон:Книга
- Шаблон:Книга
- Шаблон:Книга
- Шаблон:Книга
Ссылки
- Основные материалы по Visual C#
- Руководство по программированию на C#
- Язык C# (инструкции по C#)
- Практическое руководство. Создание приложений Windows Forms на C#
- Доклад, подробно описывающий новшества в языке С# версии 4.0
Шаблон:ВС Шаблон:C Sharp Шаблон:Языки программирования Шаблон:DotNET Шаблон:Ecma International Standards Шаблон:Стандарты ISO Шаблон:Язык программирования Си Шаблон:Microsoft Research Шаблон:Свободное и открытое программное обеспечение Microsoft
- ↑ Шаблон:Книга
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Книга Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Спецификация по Microsoft C# 2.0 содержит описание лишь новых возможностей версии 2.0. Особенности версии описаны в спецификации 1.2, приведенной выше.
- ↑ Для версий языка C# 3.0, 4.0 и 5.0 пока нет утверждённых ECMA или ISO/IEC спецификаций.
- ↑ 11,0 11,1 Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- Страницы, использующие устаревший тег source
- Русская Википедия
- Страницы с неработающими файловыми ссылками
- Семейство языков программирования C Sharp
- Языки программирования семейства Си
- Языки программирования платформы .NET
- Языки веб-программирования
- Языки программирования с автоматическим управлением памятью
- Высокоуровневые языки программирования
- Страницы, где используется шаблон "Навигационная таблица/Телепорт"
- Страницы с телепортом
- Википедия
- Статья из Википедии
- Статья из Русской Википедии
