Открыть главное меню

C# (произносится си шарп) — объектно-ориентированный язык программирования. Разработан в 19982001 годах группой инженеров компании Microsoft под руководством Андерса Хейлсберга и Скотта Вильтаумота[4] как язык разработки приложений для платформы Microsoft .NET Framework. Впоследствии был стандартизирован как ECMA-334 и ISO/IEC 23270.

С#
C Sharp wordmark.svg
Класс языка
Появился в 2000
Автор Андерс Хейлсберг
Расширение файлов .cs
Выпуск 7.3 (07 мая 2018)
Тестовая версия 8.0
Система типов статическая, динамическая, строгая, утиная, вывод типов
Основные реализации .NET Framework, Mono, .NET Core, DotGNU
Диалекты , Spec#, Polyphonic C#
Испытал влияние C++, Java[1][2][3], Delphi, Модула-3 и Smalltalk
Повлиял на , F#, Nemerle, Vala, Windows PowerShell, Kotlin
Сайт csharp.net​ (англ.)

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, свойства, обобщённые типы и методы, итераторы, анонимные функции с поддержкой замыканий, LINQ, исключения, комментарии в формате XML.

Переняв многое от своих предшественников — языков C++, Pascal, 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 множественное наследование интерфейсов).

Особенности языкаПравить

C# разрабатывался как язык программирования прикладного уровня для CLR и, как таковой, зависит, прежде всего, от возможностей самой CLR. Это касается, прежде всего, системы типов C#, 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 C#, 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 языкаПравить

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[5], 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 «+»[6].

Из-за технических ограничений на отображение (стандартные шрифты, браузеры и т. д.) и того, что знак диеза ♯ не представлен на стандартной клавиатуре компьютера, при записи имени языка программирования используют знак решётки (#)[7]. Это соглашение отражено в Спецификации языка C# ECMA-334[8]. Тем не менее, на практике (например, при размещении рекламы и коробочном дизайне[9]), «Майкрософт» использует знак диеза.

Названия языков программирования не принято переводить, поэтому язык называют, используя транскрипцию, — «Си шарп».

СтандартизацияПравить

C# стандартизирован в ECMA (ECMA-334)[10] и ISO (ISO/IEC 23270)[11].

Известно как минимум о трёх независимых реализациях C#, базирующихся на этой спецификации и находящихся в настоящее время на различных стадиях разработки:

ВерсииПравить

На протяжении разработки языка C# было выпущено несколько его версий:

Версия Спецификация языка Дата .NET Framework Visual Studio
ECMA ISO/IEC Microsoft
C# 1.0 Декабрь 2002 Апрель 2003 (недоступная ссылка) Январь 2002 Январь 2002 .NET Framework 1.0 Visual Studio .NET (2002)
C# 1.2 Октябрь 2003 Апрель 2003 .NET Framework 1.1 Visual Studio .NET 2003
C# 2.0 Июнь 2006 Сентябрь 2006 Сентябрь 2005[12] Ноябрь 2005 .NET Framework 2.0 Visual Studio 2005
C# 3.0 Отсутствует[13] Август 2007 Ноябрь 2007 .NET Framework 3.5 Visual Studio 2008
C# 4.0 Апрель 2010 Апрель 2010 .NET Framework 4 Visual Studio 2010
C# 5.0 Декабрь 2017 Отсутствует[13] Июнь 2013 Август 2012 .NET Framework 4.5 Visual Studio 2012
C# 6.0 Отсутствует Июль 2015 Июль 2015 .NET Framework 4.6 Visual Studio 2015
C# 7.0 Отсутствует Март 2017 Март 2017 .NET Framework 4.6.2 Visual Studio 2017
Общая информация по версиям
Версия Нововведения
C# 2.0
  • Частичные типы
  • Обобщённые типы (generics)
  • Итераторы и ключевое слово yield
  • Анонимные методы
  • Оператор null-объединения
  • Nullable-типы
C# 3.0
  • Запросы, интегрированные в язык (LINQ)
  • Инициализаторы объектов и коллекций
  • Лямбда-выражения
  • Деревья выражений
  • Неявная типизация и ключевое слово var
  • Анонимные типы
  • Методы расширения
  • Автоматические свойства
C# 4.0
  • Динамическое связывание и ключевое слово dynamic
  • Именованные и опциональные аргументы
  • Обобщенная ковариантность и контрвариантность
  • Библиотека TPL, концепция задач и классы Task, Parallel
  • Класс MemoryCache
  • Классы параллельных коллекций
C# 5.0
  • Шаблон TAP
  • Асинхронные методы async и await
  • Сведения о вызывающем объекте
C# 6.0
  • Компилятор как сервис
  • Импорт членов статических типов в пространство имён
  • Фильтры исключений
  • await в блоках catch/finally
  • Инициализаторы автосвойств
  • Автосвойства только для чтения
  • null-условные операции (?. и ?[])
  • Интерполяция строк
  • Оператор nameof
  • Инициализатор словаря
  • Функции сжатые до выражений
C# 7.0[14]
  • out-переменные
  • Сопоставление с шаблоном
  • Шаблоны с is
  • Шаблоны и выражение switch
  • Кортежи
  • Распаковка кортежей (деконструкторы)
  • Локальные функции
  • Улучшения литералов
  • Локальные переменные и возвращаемые значения по ссылке
  • Расширение списка типов, возвращаемых асинхронными методами
  • Больше членов класса в виде выражений
  • throw выражения

Версия 1.0Править

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 2.0Править

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.[15]
  • 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 значение null. 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 3.0Править

В июне 2004 года Андерс Хейлсберг впервые рассказал на сайте Microsoft о планируемых расширениях языка в C#3.0[16]. 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"; вместо string 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 this при 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 4.0Править

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[17]
  • Возможность использования позднего связывания, для использования:
    • с языками с динамической типизацией (Python, Ruby)
    • с COM-объектами
    • отражения (reflection)
    • объектов с изменяемой структурой (DOM). Появляется ключевое слово dynamic.
  • 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 класс Cache ASP.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 5.0Править

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 (async и await) — как реализация шаблона TAP.
  • Сведения о вызывающем объекте

Версия 6.0Править

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 await внутри блоков catch и finally:
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 7.0Править

Новые возможности в версии 7.0[14]

  • 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 (is теперь может использоваться не только с типом, но и с шаблоном — в качестве правого аргумента)
  • Шаблоны и выражение switch. Варианты использования switch были расширены, теперь можно:
    • использовать любые типы (не только примитивные);
    • использовать шаблоны в выражениях case;
    • добавлять дополнительные условия к выражениям case (используя ключевое слово when).
  • Кортежи. Добавлен новый значимый тип кортеж 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 использовать throw в функциях, сжатых до выражений (expression-bodied functions):
public string GetLastName() => throw new NotImplementedException();

Пример «Hello, World!»Править

Ниже представлен код классической программы «Hello world» на C# для консольного приложения:

using System;

namespace Example
{
    class Program
    {
        static void Main()
        {
            Console.WriteLine("Hello World!"); // Вывод заданного текста в консоль
            Console.ReadKey(); // Ожидание нажатия клавиши пользователем
        }
    }
}

и код этой же программы для приложения Windows Forms:

// assembly: System.dll
// assembly: System.Drawing.dll
// assembly: System.Windows.Forms.dll
using System;
using System.Drawing;
using System.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;
        }
    }
}

РеализацииПравить

Существует несколько реализаций C#:

См. такжеПравить

ПримечанияПравить

  1. «Поскольку язык С# унаследовал свой синтаксис от C++ и Java…» Трей Нэш. C# 2010: ускоренный курс для профессионалов = Accelerated C# 2010. — М.: Вильямс, 2010. — С. 17. — 592 с. — ISBN 978-5-8459-1638-9.
  2. «Язык C# <…> унаследовал много полезных возможностей от других языков программирования и напрямую связан с двумя наиболее широко применяемыми в мире компьютерными языками — C и C++, а также с языком Java», однако далее: «Связь между C# и Java более сложная. Оба языка разработаны для создания переносимого кода, базируются на C и C++, используют их синтаксис и объектную модель. Однако между этими языками нет прямой связи, они больше похожи на двоюродных братьев, имеющих общих предков, но отличающихся многими признаками» Герберт Шилдт. C# учебный курс = C#. A Beginner's Guide. — М.: Питер, 2003. — С. 20. — ISBN 966-552-121-7.
  3. Герберт Шилдт. Полный справочник по С# = C#: The Complete Reference. — М.: Издательский дом «Вильямс», 2004. — С. 26—27. — 752 с. — ISBN 5-8459-0563-X.
  4. Либерти Д. Язык программирования C# // Программирование на C#. — Санкт-Петербург. — 2003: Символ-Плюс. — С. 26. — 688 с. — ISBN 5-93286-038-3.
  5. Kovacs, James C#/.NET History Lesson (англ.) (September 7, 2007). Дата обращения 23 марта 2011. Архивировано 21 августа 2011 года.
  6. The A-Z of Programming Languages: C# (англ.). computerworld.com.au (1 October 2008). Дата обращения 2 сентября 2014.
  7. Microsoft C# FAQ (недоступная ссылка). Microsoft. Дата обращения 25 марта 2008. Архивировано 30 апреля 2003 года.
  8. C# Language Specification. — 4th. — ECMA International, 2006. Архивная копия от 2 декабря 2012 на Wayback Machine
  9. Visual C#.net Standard (JPEG). Microsoft (September 4, 2003). Дата обращения 18 июня 2009. Архивировано 21 августа 2011 года.
  10. Standard ECMA-334 C# Language Specification, 4rd edition (англ.). Ecma International (June 2006). Дата обращения 16 мая 2017.
  11. ISO/IEC 23270:2003 Information technology -- C# Language Specification (англ.). International Organization for Standardization (April 2003). Дата обращения 16 мая 2017.
  12. Спецификация по Microsoft C# 2.0 содержит описание лишь новых возможностей версии 2.0. Особенности версии описаны в спецификации 1.2, приведенной выше.
  13. 1 2 Для версий языка C# 3.0, 4.0 и 5.0 пока нет утверждённых ECMA или ISO/IEC спецификаций.
  14. 1 2 Mads Torgersen. New Features in C# 7.0 (англ.). .NET Blog. Microsoft (9 March 2017). Дата обращения 7 мая 2017.
  15. Differences Between C++ Templates and C# Generics (C# Programming Guide) (англ.). Microsoft (17 December 2016). Дата обращения 16 мая 2017.
  16. Anders Hejlsberg - Programming data in C# 3.0 (англ.). The Channel 9 Team. Microsoft (16 June 2004). Дата обращения 16 мая 2017.
  17. Visual Studio 2010: примеры для C# 4.0. Microsoft (17 июля 2012). Дата обращения 16 мая 2017.
  18. Dot Net Anywhere

ЛитератураПравить

СсылкиПравить