C Sharp

C# (произносится си-шарп) — объектно-ориентированный язык программирования. Разработан в 1998—2001 годах группой инженеров под руководством Андерса Хейлсберга в компании Microsoft как основной язык разработки приложений для платформы Microsoft .NET. Компилятор с C# входит в стандартную установку самой .NET, поэтому программы на нём можно создавать и компилировать даже без инструментальных средств, вроде Visual Studio.

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++, Java, Delphi, Модула и Smalltalk — С#, опираясь на практику их использования, исключает некоторые модели, зарекомендовавшие себя как проблематичные при разработке программных систем: так, C# не поддерживает множественное наследование классов (в отличие от C++).

[править] Особенности языка

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, представляющим 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.

[править] Название языка

Нота до-диез

Символ # (октоторп) в названии языка можно интерпретировать и как две пары плюсов ++;++, намекающие на новый шаг в развитии языка по сравнению с C++ (подобно шагу от C к C++), и как музыкальный символ диез, вместе с буквой C составляющий в английском языке название ноты до-диез (англ. C sharp). Октоторп # часто называют «шарпом» (от англ. sharp) из-за его схожести с диезом ♯, отсюда и название языка — «Си шарп».

[править] Стандартизация

C# стандартизирован в ECMA^[1] и ISO^[2].

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

• Mono, начата компанией Ximian и продолжена её покупателем и преемником Novell.
• dotGNU и Portable.NET, разрабатываемые Free Software Foundation.

[править] Версии

[править] 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. Также в C# оставили ограниченную возможность работы с указателями — в местах кода, специально обозначенных словом unsafe и при указании специальной опции компилятору.

[править] 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 обобщенного 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.^[3]
• Новая форма итератора, позволяющая создавать сопрограммы с помощью ключевого слова yield, подобно Python и Ruby.
• Анонимные методы, обеспечивающие функциональность замыкания.
• Оператор '??': 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, только могущие 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.

[править] Версия 3.0

В июне 2004 года Андерс Хейлсберг впервые рассказал на сайте Microsoft о планируемых расширениях языка в C#3.0.^[4] 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 SQL, XML, коллекций и т. п. (запрос, интегрированный в язык, Language Integrated Query, или LINQ)
• Инициализация объекта вместе с его свойствами:

Customer c = new Customer(); c.Name = "James";

можно записать как

Customer c = new Customer { Name = "James" };

• Лямбда-выражения:

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).

• Вывод типов локальной переменной: var x = "hello"; вместо string x = "hello";
• Безымянные типы: var x = new { Name = "James" };
• Методы-расширения — добавление метода в существующий класс с помощью ключевого слова this при первом параметре статической функции.

 
public static class StringExtensions
{
  public static int ToInt32(this string val)
  {
    return Int32.Parse(val);
  }
}
// ...
string x = 10;
int y = x.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 вроде List.FindAll и List.RemoveAll.

[править] Версия 4.0

Превью C# 4.0 было представлено в конце 2008 года, вместе с CTP-версией Visual Studio 2010.

Предполагается, что Visual Basic 10.0 и C# 4.0 будут выпущены в начале 2010 года, одновременно с выпуском Visual Studio 2010.

Новые возможности в версии 4.0^[5]

• 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 контрвариантность
• Контракты в коде (Code Contracts)

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

[править] Пример «Hello, World»

class Example
{
    static void Main()
    {
        System.Console.WriteLine("Hello, World!");
        System.Console.ReadKey();
    }
}

[править] Реализации

Существует несколько реализаций C#:

• Реализация C# в виде компилятора csc.exe включена в состав .NET Framework.
• 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^[6] — ориентированная на Embedded-системы реализация CLR, поддерживает практически всю спецификацию C# 2.0

[править] См. также

• Сравнение C# и Java

[править] Примечания

[править] Литература

• Эндрю Троелсен. С# 2008 и платформа .NET 3.5 Framework = Pro C# 2008 and the .NET 3.5 Framework. — 4-е изд. — М.: Вильямс, 2009. — С. 1368. — ISBN 978-5-8459-1589-4
• Герберт Шилдт. C# 3.0: полное руководство = C# 3.0: The Complete Reference. — 4-е изд. — М.: Вильямс, 2009. — С. 992. — ISBN 978-5-8459-1565-8
• Кристиан Нейгел, Карли Уотсон и др. Visual C# 2008: базовый курс. Visual Studio® 2008 = Beginning Visual C# 2008. — М.: Диалектика, 2009. — ISBN 978-5-8459-1317-3
• Кристиан Нейгел, Билл Ивьен и др. C# 2008 и платформа .NET 3.5 для профессионалов = Professional C# 2008. — М.: Диалектика, 2008. — ISBN 978-5-8459-1458-3

[править] Ссылки

• Язык C#
• Руководство по программированию в C#
• ISO C# Language Specification(англ.)
• ECMA-334PDF (5,59 Мб) — спецификация языка C# 2.0(англ.)
• C# Language Specification Version 3.0 — спецификация C# 3.0(англ.)
• Язык программирования Си#: критическая оценка

Для улучшения этой статьи желательно?: Проставить шаблон-карточку, который существует для предмета статьи. Пример использования шаблона есть в статьях на похожую тематику.