Краткий обзор языка C#
C# (произносится как «си шарп») — современный объектно-ориентированный и типобезопасный язык программирования. C# позволяет разработчикам создавать разные типы безопасных и надежных приложений, выполняющихся в .NET. C# относится к широко известному семейству языков C, и покажется хорошо знакомым любому, кто работал с C, C++, Java или JavaScript. Здесь представлен обзор основных компонентов языка C# 8 и более ранних версий. Если вы хотите изучить язык с помощью интерактивных примеров, рекомендуем поработать с вводными руководствами по C#.
C# — объектно-ориентированный, ориентированный на компоненты язык программирования. C# предоставляет языковые конструкции для непосредственной поддержки такой концепции работы. Благодаря этому C# подходит для создания и применения программных компонентов. С момента создания язык C# обогатился функциями для поддержки новых рабочих нагрузок и современными рекомендациями по разработке ПО. В основном C# — объектно-ориентированный язык. Вы определяете типы и их поведение.
Вот лишь несколько функций языка C#, которые позволяют создавать надежные и устойчивые приложения. Сборка мусора автоматически освобождает память, занятую недостижимыми неиспользуемыми объектами. Типы, допускающие значение null, обеспечивают защиту от переменных, которые не ссылаются на выделенные объекты. Обработка исключений предоставляет структурированный и расширяемый подход к обнаружению ошибок и восстановлению после них. Лямбда-выражения поддерживают приемы функционального программирования. Синтаксис LINQ создает общий шаблон для работы с данными из любого источника. Поддержка языков для асинхронных операций предоставляет синтаксис для создания распределенных систем. В C# имеется Единая система типов. Все типы C#, включая типы-примитивы, такие как int и double , наследуют от одного корневого типа object . Все типы используют общий набор операций, а значения любого типа можно хранить, передавать и обрабатывать схожим образом. Более того, C# поддерживает как определяемые пользователями ссылочные типы, так и типы значений. C# позволяет динамически выделять объекты и хранить упрощенные структуры в стеке. C# поддерживает универсальные методы и типы, обеспечивающие повышенную безопасность типов и производительность. C# предоставляет итераторы, которые позволяют разработчикам классов коллекций определять пользовательские варианты поведения для клиентского кода.
C# подчеркивает Управление версиями , чтобы обеспечить совместимость программ и библиотек с течением времени. Вопросы управления версиями существенно повлияли на такие аспекты разработки C#, как раздельные модификаторы virtual и override , правила разрешения перегрузки методов и поддержка явного объявления членов интерфейса.
Архитектура .NET
Программы C# выполняются в .NET, виртуальной системе выполнения, вызывающей общеязыковую среду выполнения (CLR) и набор библиотек классов. Среда CLR — это реализация общеязыковой инфраструктуры языка (CLI), являющейся международным стандартом, от корпорации Майкрософт. CLI является основой для создания сред выполнения и разработки, в которых языки и библиотеки прозрачно работают друг с другом.
Исходный код, написанный на языке C# компилируется в промежуточный язык (IL), который соответствует спецификациям CLI. Код на языке IL и ресурсы, в том числе растровые изображения и строки, сохраняются в сборке, обычно с расширением .dll. Сборка содержит манифест с информацией о типах, версии, языке и региональных параметрах для этой сборки.
При выполнении программы C# сборка загружается в среду CLR. Среда CLR выполняет JIT-компиляцию из кода на языке IL в инструкции машинного языка. Среда CLR также выполняет другие операции, например, автоматическую сборку мусора, обработку исключений и управление ресурсами. Код, выполняемый средой CLR, иногда называют «управляемым кодом». «Неуправляемый код» компилируется на машинный язык, предназначенный для конкретной платформы.
Обеспечение взаимодействия между языками является ключевой особенностью .NET. Код IL, созданный компилятором C#, соответствует спецификации общих типов (CTS). Код IL, созданный из кода на C#, может взаимодействовать с кодом, созданным из версий .NET для языков F#, Visual Basic, C++. Существует более 20 других языков, совместимых с CTS. Одна сборка может содержать несколько модулей, написанных на разных языках .NET, и все типы могут ссылаться друг на друга, как если бы они были написаны на одном языке.
В дополнение к службам времени выполнения .NET также включает расширенные библиотеки. Эти библиотеки поддерживают множество различных рабочих нагрузок. Они упорядочены по пространствам имен, которые предоставляют разные полезные возможности: от операций файлового ввода и вывода до управления строками и синтаксического анализа XML, от платформ веб-приложений до элементов управления Windows Forms. Обычно приложение C# активно используют библиотеку классов .NET для решения типовых задач.
Дополнительные сведения о .NET, см. в статье Обзор .NET.
Здравствуй, мир
Для первого знакомства с языком программирования традиционно используется программа «Hello, World». Вот ее пример на C#:
using System; class Hello < static void Main() < Console.WriteLine("Hello, World"); >> Программа «Hello, World» начинается с директивы using , которая ссылается на пространство имен System . Пространства имен позволяют иерархически упорядочивать программы и библиотеки C#. Пространства имен содержат типы и другие пространства имен. Например, пространство имен System содержит несколько типов (в том числе используемый в нашей программе класс Console ) и несколько других пространств имен, таких как IO и Collections . Директива using , которая ссылается на пространство имен, позволяет использовать типы из этого пространства имен без указания полного имени. Благодаря директиве using в коде программы можно использовать сокращенное имя Console.WriteLine вместо полного варианта System.Console.WriteLine .
Класс Hello , объявленный в программе «Hello, World», имеет только один член — это метод с именем Main . Метод Main объявлен с модификатором static . Методы экземпляра могут ссылаться на конкретный экземпляр объекта, используя ключевое слово this , а статические методы работают без ссылки на конкретный объект. По стандартному соглашению точкой входа программы C# является статический метод с именем Main .
Выходные данные программы создаются в методе WriteLine класса Console из пространства имен System . Этот класс предоставляется библиотеками стандартных классов, ссылки на которые компилятор по умолчанию добавляет автоматически.
Типы и переменные
Тип определяет структуру и поведение любых данных в C#. Объявление типа может включать его члены, базовый тип, интерфейсы, которые он реализует, и операции, разрешенные для этого типа. Переменная — это метка, которая ссылается на экземпляр определенного типа.
В C# существуют две разновидности типов: ссылочные типы и типы значений. Переменные типа значений содержат непосредственно данные, а в переменных ссылочных типов хранятся ссылки на нужные данные, которые именуются объектами. Две переменные ссылочного типа могут ссылаться на один и тот же объект, поэтому может случиться так, что операции над одной переменной затронут объект, на который ссылается другая переменная. Каждая переменная типа значения имеет собственную копию данных, и операции над одной переменной не могут затрагивать другую (за исключением переменных параметров ref и out ).
Идентификатор — это имя переменной. Идентификатор — это последовательность символов Юникода без пробелов. Идентификатор может быть зарезервированным словом C#, если он имеет префикс @ . При взаимодействии с другими языками в качестве идентификатора может быть полезно использовать зарезервированное слово.
Типы значений в C# делятся на простые типы, типы перечислений, типы структур, типы, допускающие значение NULL, и типы значений кортежей. Ссылочные типы в C# подразделяются на типы классов, типы интерфейсов, типы массивов и типы делегатов.
Далее представлены общие сведения о системе типов в C#.
- Типы значений
- Простые типы
- Целое со знаком: , short , int , long
- Целое без знака: , ushort , uint , ulong
- Символы Юникода: , представляющие блок кода UTF-16
- Двоичная с плавающей запятой IEEE: , double
- Десятичная точность с плавающей запятой с высокой точностью:
- Логический: bool , используется для представления логических значений, которые могут иметь значение true или false .
- Пользовательские типы в формате enum E . Тип enum является отдельным типом со списком именованных констант. Каждый тип enum имеет базовый тип, в роли которого выступает один из восьми целочисленных типов. Набор значений типа enum аналогичен набору значений его базового типа.
- Пользовательские типы в формате struct S
- Расширения других типов значений, допускающие значение null
- Пользовательские типы в формате (T1, T2, . )
- Типы классов
- Исходный базовым классом для всех типов: object
- Строки в Юникоде: , представляющие последовательность единиц кода UTF-16
- Пользовательские типы в формате class C
- Пользовательские типы в формате interface I
- Одномерные, многомерные массивы и массивы массивов. Например, int[] , int[,] и int[][] .
- Пользовательские типы в формате delegate int D(. )
Программы C# используют объявления типов для создания новых типов. В объявлении типа указываются имя и члены нового типа. Шесть категорий типов в C# определяются пользователем: типы классов, типы структур, типы интерфейсов, типы перечисления, типы делегатов и типы значений кортежей. Можно также объявлять типы record , либо record struct , либо record class . Типы записей имеют члены, синтезированные компилятором. Записи используются в основном для хранения значений с минимальным связанным поведением.
- Тип class определяет структуру данных, которая содержит данные-члены (поля) и функции-члены (методы, свойства и т. д.). Классы поддерживают механизмы одиночного наследования и полиморфизма, которые позволяют создавать производные классы, расширяющие и уточняющие определения базовых классов.
- Тип struct похож на тип класса тем, что он представляет структуру с данными-членами и функциями-членами. Но, в отличие от классов, структуры являются типами значений и обычно не требуют выделения памяти из кучи. Типы структуры не поддерживают определяемое пользователем наследование, и все типы структуры неявно наследуют от типа object .
- Тип interface определяет контракт в виде именованного набора открытых элементов. Объект типа class или struct , реализующий interface , должен предоставить реализации для всех элементов интерфейса. Тип interface может наследовать от нескольких базовых интерфейсов, а class или struct могут реализовывать несколько интерфейсов.
- Тип delegate (делегат) представляющий ссылки на методы с конкретным списком параметров и типом возвращаемого значения. Делегаты позволяют использовать методы как сущности, сохраняя их в переменные и передавая в качестве параметров. Делегаты аналогичны типам функций, которые используются в функциональных языках. Их принцип работы близок к указателям функций из некоторых языков. В отличие от указателей функций, делегаты являются объектно-ориентированными и типобезопасными.
Типы class , struct , interface и delegate поддерживают универсальные шаблоны, которые позволяют передавать им другие типы в качестве параметров.
C# поддерживает одномерные и многомерные массивы любого типа. В отличие от перечисленных выше типов, типы массивов не требуется объявлять перед использованием. Типы массивов можно сформировать, просто введя квадратные скобки после имени типа. Например, int[] является одномерным массивом значений типа int , а int[,] — двумерным массивом значений типа int , тогда как int[][] представляет собой одномерный массив одномерных массивов (или массив массивов) значений типа int .
Типы, допускающие значение NULL, не требуют отдельного определения. Для каждого обычного типа T , который не допускает значение NULL, существует идентичный тип T? , который отличается только тем, что может содержать дополнительное значение null . Например, int? является типом, который может содержать любое 32-разрядное целое число или значение null , а string? — любое значение string или null .
Система типов в C# унифицирована таким образом, что значение любого типа можно рассматривать как object (объект). Каждый тип в C# является прямо или косвенно производным от типа класса object , и этот тип object является исходным базовым классом для всех типов. Чтобы значения ссылочного типа обрабатывались как объекты, им просто присваивается тип object . Чтобы значения типов значений обрабатывались как объекты, выполняются операции упаковки-преобразования и распаковки-преобразования. В следующем примере значение int преобразуется в object , а затем обратно в int .
int i = 123; object o = i; // Boxing int j = (int)o; // UnboxingЕсли значение типа назначается ссылке object , для хранения значения выделяется упаковка. Эта упаковка является экземпляром ссылочного типа, и в нее копируется значение. И наоборот, если ссылка типа object используется для типа значения, для соответствующего object выполняется проверка, является ли он упаковкой правильного типа. Если эта проверка завершается успешно, копируется значение этой упаковки.
Унифицированная система типов C# фактически означает, что типы значений обрабатываются как object ссылки «по запросу». Из-за унификации библиотеки общего назначения, использующие тип object , могут использоваться со всеми типами, производными от object , включая ссылочные типы и типы значений.
В C# существует несколько типов переменных, в том числе поля, элементы массива, локальные переменные и параметры. Переменные представляют собой места хранения, и каждая переменная имеет тип, который определяет допустимые значения для хранения в этой переменной. Примеры представлены ниже.
- Тип значения, не допускающий значения Null
- Значение такого типа
- Значение null или значение такого типа
- Ссылка null , ссылка на объект любого ссылочного типа или ссылка на упакованное значение любого типа значения
- Ссылка null , ссылка на экземпляр такого типа класса или ссылка на экземпляр любого класса, производного от такого типа класса
- Ссылка null , ссылка на экземпляр типа класса, который реализует такой тип интерфейса, или ссылка на упакованное значение типа значения, которое реализует такой тип интерфейса
- Ссылка null , ссылка на экземпляр такого типа массива или ссылка на экземпляр любого совместимого типа массива
- Ссылка null или ссылка на экземпляр совместимого типа делегата
Структура программы
Основными понятиями Организации в C# являются программы, пространства имен, типы, членыи сборки. В программе объявляются типы, которые содержат члены. Эти типы можно организовать в пространства имен. Примерами типов являются классы, структуры и интерфейсы. К членам относятся поля, методы, свойства и события. При компиляции программы на C# упаковываются в сборки. Сборки обычно имеют расширение .exe файла или .dll , в зависимости от того, реализуют ли они .exe или библиотекисоответственно.
В качестве небольшого примера рассмотрим сборку, содержащую следующий код:
namespace Acme.Collections; public class Stack < Entry _top; public void Push(T data) < _top = new Entry(_top, data); >public T Pop() < if (_top == null) < throw new InvalidOperationException(); >T result = _top.Data; _top = _top.Next; return result; > class Entry < public Entry Next < get; set; >public T Data < get; set; >public Entry(Entry next, T data) < Next = next; Data = data; >> >Полное имя этого класса: Acme.Collections.Stack . Этот класс содержит несколько членов: поле с именем _top , два метода с именами Push и Pop , а также вложенный класс с именем Entry . Класс Entry , в свою очередь, содержит три члена: свойство с именем Next , свойство с именем Data и конструктор. Stack Является Stack классом. Он имеет параметр одного типа T , который замещается конкретным типом при использовании.
Стек — это коллекция типа FILO (прибыл первым — обслужен последним). Новые элементы добавляются в верх стека. Удаляемый элемент исключается из верхней части стека. В предыдущем примере объявляется тип Stack , который определяет хранилище и поведение для стека. Можно объявить переменную, которая ссылается на экземпляр типа Stack для использования этой возможности.
Сборки содержат исполняемый код в виде инструкций промежуточного языка (IL) и символьную информацию в виде метаданных. Перед выполнением JIT-компилятор среды CLR .NET преобразует код IL в сборке в код, зависящий от процессора.
Сборка полностью описывает сама себя и содержит весь код и метаданные, поэтому в C# не используются директивы #include и файлы заголовков. Чтобы использовать в программе C# открытые типы и члены, содержащиеся в определенной сборке, вам достаточно указать ссылку на эту сборку при компиляции программы. Например, эта программа использует класс Acme.Collections.Stack из сборки acme.dll :
class Example < public static void Main() < var s = new Acme.Collections.Stack(); s.Push(1); // stack contains 1 s.Push(10); // stack contains 1, 10 s.Push(100); // stack contains 1, 10, 100 Console.WriteLine(s.Pop()); // stack contains 1, 10 Console.WriteLine(s.Pop()); // stack contains 1 Console.WriteLine(s.Pop()); // stack is empty > >Для компиляции программы вам потребуется создать ссылку на сборку, содержащую класс стека, определенный в примере выше.
Программы C# можно хранить в нескольких исходных файлах. При компиляции программы C# все исходные файлы обрабатываются вместе, при этом они могут свободно ссылаться друг на друга. По сути, это аналогично тому, как если бы все исходные файлы были объединены в один большой файл перед обработкой. В C# никогда не используются опережающие объявления, так как порядок объявления, за редким исключением, не играет никакой роли. В C# нет требований объявлять только один открытый тип в одном исходном файле, а также имя исходного файла не обязано совпадать с типом, объявляемом в этом файле.
Такие организационные блоки описываются в других статьях этого обзора.
История языков программирования: C# — впереди планеты всей
С# живет по принципу «всякая сущность есть объект». Его причисляют к объектно-ориентированным, а точнее объектным, языкам программирования. «Язык основан на строгой компонентной архитектуре и реализует передовые механизмы обеспечения безопасности кода» – так принято характеризовать его. Однако скептики сомневаются как минимум в его безопасности.
Сторонники C# называют его самым мультипарадигменным, универсальным, продвинутым и удобным в использовании языком программирования. Учитывая тот факт, что за ним стоит платформа Microsoft .NET, число таких сторонников достаточно велико.
Предки
Далекие предки C# появились еще в 60-х годах. Все началось с появления языка B, который в 1969 году был создан коллективом разработчиков из Технологического института Массачусетса (MIT). Главным автором B является Кен Томпсон. Тогда команда работала над операционной системой UNIX. Уже существовавший язык PL/I, применявшийся в то время для мэйнфреймов производства компании IBM, был достаточно громоздким и меньше подходил для поставленной задачи. Поэтому ученые решили создать новый язык, который и получил название B. Он является типичным представителем ранних императивных языков программирования.
После B, как это ни странно, последовал С, который был изобретен в 1972 году. Основой для нового языка послужил сам B.
Создателями C были Кен Томпсон и Денис Ритчи, которые работали в исследовательской лаборатории компании AT&T (AT&T Bell Telephone Laboratories). В 1971 году Ритчи начал создавать расширенную версию B. Сначала он назвал её NB (New B), но когда язык стал сильно отличаться от B, название сменили на C. B расширился за счет явного использования типов, структур и ряда новых операций.
По поводу возникновения языка Си Питер Мойлан в своей книге «The case against C» писал: «Нужен был язык, способный обойти некоторые жесткие правила, встроенные в большинство языков высокого уровня и обеспечивающие их надежность. Нужен был такой язык, который позволил бы делать то, что до него можно было реализовать только на ассемблере или на уровне машинного кода».
Изображение из книги «Язык Си»: M. Уэйт, С. Прата, Д. Мартин
В 1984 году Бьярне Страуструп (Bell Labs) выступил с проектом языка С++. Когда Страуструп занимался исследованиями в фирме, ему потребовалось написать несколько имитационных программ для моделирования распределенных вычислений. SIMULA-67 — объектно-ориентированный язык – мог бы стать идеальным инструментом для решения подобных задач, если бы не его сравнительно низкая скорость выполнения программ.
Если вам приходится выбирать между написанием «хорошего» и «быстрого» кода, значит, здесь что-то не так. Потому что «хороший» код должен быть «быстрым», – объясняет Страуструп свою позицию в интервью.
Так был создан язык программирования С++, первоначально получивший название «Си с классами» (С with classes). Название «С++» придумал Рик Мэсчитти. «++» — это оператор инкремента в С, который как бы намекает на то, что язык С++, нечто больше, чем просто С.
C#
Microsoft решила отметить Миллениум выпуском новых программных продуктов. К 2000 году компания подготовила промышленные версии новых компонентных технологий и решений в области обмена сообщениями и данными, а также создания Internet-приложений (COM+, ASP+, ADO+, SOAP, Biztalk Framework). В поддержку этих новшеств Microsoft выпустила инструментарий для разработки приложений – платформу .NET. Она также объединяла «под одной крышей» несколько языков программирования, что было в новинку для того времени.
Еще одним новшеством платформы .NET была технология активных серверных страниц ASP.NET (Active Server Page). С её помощью можно было относительно быстро разработать веб-приложения, взаимодействующие с базами данных.
Язык программирования C# был создан специально для ASP.NET. На C# полностью была написана и сама ASP.NET.
Название «Си шарп» (от англ. sharp — диез) несет «сакральный» смысл. Знак «#» (в музыкальной нотации читается как «диез») означает повышение высоты звука на полтона. С другой стороны, название «C#» получается путем следующей «эволюционной цепочки»: C → C++ → C++++(C#), так как символ «#» можно составить из 4-х знаков «+».
Вследствие технических ограничений на отображение (стандартные шрифты, браузеры и т. д.) и того, что знак диез ♯ не представлен на стандартной клавиатуре, знак # был выбран для представления знака диез при записи имени языка программирования. Это соглашение отражено в Спецификации Языка C# ECMA-334. Названия языков программирования не принято переводить, поэтому язык следует называть по-английски «Си шарп».
Авторами этого языка программирования стали Скотт Вилтамут и Андерс Хейльсберг — создатель Турбо Паскаля и Дельфи, перешедший в 1996 году в Microsoft.
По одной из версий, он вынашивал замысел нового языка и даже новой платформы (которая сейчас носит название .NET), еще работая в компании Borland.
C# поддерживает все три «столпа» объектно-ориентированного программирования: инкапсуляцию, наследование и полиморфизм. Кроме того, в нем была реализована автоматическая «сборка мусора», обработки исключений, динамическое связывание.
Сравнение с Java
Как и Java, C# изначально предназначался для веб-разработки, и примерно 75% его синтаксических возможностей аналогичны языку программирования Java. Его также называют «очищенной версией Java». 10% позаимствовано из C++, а 5% – из Visual Basic. И около 10% C# – это реализация собственных идей разработчиков.
Несмотря на весьма существенные различия между компонентной объектной моделью COM (основного стандарта Microsoft для компонентного проектирования и реализации программного обеспечения) и моделью Java, языки программирования имеет довольно много общего.
Единая среда выполнения программ основана на использовании промежуточного языка IL (Intermediate Language — промежуточный язык), исполняющего почти ту же роль, что и байт-код виртуальной машины Java. Используемые в рамках технологии .NET компиляторы с различных языков транслируют программы в IL-код. Так же, как и байт-код Java, IL-код представляет собой команды гипотетической стековой вычислительной машины. Но есть и разница в устройстве и использовании IL.
Во-первых, в отличие от JVM, IL не привязан к одному языку программирования. В составе, предварительных версий Microsoft.NET имеются компиляторы языков Си++, Си#, Visual Basic. Независимые разработчики могут добавлять другие языки, создавая свои компиляторы в IL-код.
Во-вторых, IL предназначен не для программной интерпретации, а для последующей компиляции в машинный код. Это позволяет достичь существенно большего быстродействия программ. Содержащие IL-код файлы несут достаточно информации для работы оптимизирующего компилятора.
Кик Рэдек из Microsoft считает С# более сложным языком, чем Java. По его мнению, «язык Java был построен таким образом, чтобы уберечь разработчика от выстрела в собственную ногу» (англ. «Java was built to keep a developer from shooting himself in the foot»), а «С# был построен так, чтобы дать разработчику пистолет, но оставить его на предохранителе» (англ. «C# was built to give the developer a gun but leave the safety turned on»).
Версии
Работа над C# началась в декабре 1998 года. Проект получил кодовое название COOL (C-style Object Oriented Language).
Первая бета-версия C# 1.0 увидела свет летом 2000 года, а в феврале 2002 вместе с Microsoft Visual Studio вышла окончательная версия языка. Так как C# сочетает лучшие стороны предшествующих ей популярных языков программирования в виде C, Java и C++, программистам легко осуществить переход на C#, основываясь на знаниях любого из перечисленных языков.
Главным отличием от предшественников стала возможность написания компонентов. В C# появились такие средства, как события, методы и свойства.
В 2005 году вышел окончательный релиз версии C# 2.0. Это укрепило его позиции на рынке. Добавление новых возможностей, таких как анонимные методы, обобщения, частичные и параметризованные типы значительно расширили возможности применения C#.
Во второй версии была добавлена поддержка 64-х разрядных вычислений, что открыло возможность увеличения адресного пространства. Также было реализовано создание триггеров, хранимых процедур и типов данных на .NET языках.
Версия 3.0, вышедшая в 2008 году, позволила C# вырваться вперед в «гонке вооружений» языков программирования. Среди нововведений C# 3.0 – язык интегрированных запросов (LINQ); не явно типизированные переменные и методы расширения; Lambda-выражения, которые назначают реализацию кода делегатам с помощью нового, более простого синтаксиса. Особенно «отличились» Lambda-выражения вместе с языком интегрированных запросов.
Анонимные типы переменных позволили избежать громоздкости и откровенного неудобства при описании переменных, дав возможность объявлять новый тип непосредственно при ее создании. Новинкой в C# 3.0 также стали так называемые «ленивые вычисления», которые производят необходимые вычисления только при запросе нужных соответствующих данных.
В 2010 году была выпущена версия C# 4.0. Ее главным дополнением к предыдущим версиям стали именованные и необязательные аргументы. Первые дают возможность привязки аргумента и параметра по имени, а вторые позволяют указать аргумент, который используется по умолчанию, для каждого параметра. Не менее важное новшество – тип dynamic. Он позволяет осуществлять проверку на соответствие типов объектов не на этапе компиляции, а непосредственно во время выполнения программы.
Параллельно появились новшества в .NET Framework 4.0 – библиотека распараллеливания задач (TPL) и параллельный вариант языка интегрированных запросов (PLNQ). Их поддержка позволяет осуществить параллельность выполнения кода в компьютерах с многоядерными процессорами или несколькими одноядерными.
Версия C# 5.0 появилась в 2012 году. В ней было реализовано совсем немного нововведений:
• Асинхронные методы
• Операция получения сведений о вызывающем объекте
Версия C# 6.0
Эта версия была выпущена через три года после выхода пятой версии — в 2015. Ее основные новшества:
• Инициализация свойств со значениями
В C# 6.0 можно инициализировать свойства со значениями. Это поможет избежать ошибки с null и пустыми значениями свойства.
Каждый день нам приходится сталкиваться с конкатенацией строк. Кто-то в основном использует оператор “+”, кто-то — метод string.Format(). Но проблемы с ним всем известны: при слишком большом количестве параметров тяжело понимать, что означают каждое число – , , . В C# 6.0 придумали новую возможность, которая должна объединить достоинства обоих методов.
В C# 6.0 свойства и методы можно определять через лямбда-выражения. Это сильно уменьшает количество кода.
• Импорт статических классов
Все статические члены класса могут быть определены с помощью другого статического класса. Но нам приходится постоянно повторять имя данного статического класса. При большом количестве свойств приходится много раз повторять одно и то же.
В C# 6.0 появилась возможность импортировать с помощью ключевого слова using статические классы.
C# 6.0 вводит новый так называемый Null-условный оператор (?.), который будет работать поверх условного оператора (?:). Он призван облегчить проверку на NULL значения.
Он возвращает значение null, если объект класса, к которому применен оператор, равен null.В C# 6.0 оператор nameof будет использоваться, чтобы избежать появления в коде строковых литералов свойств. Этот оператор возвращает строковый литерал передаваемого в него элемента. В качестве параметра можно передать любой член класса или сам класс.
• Await в catch и finally блоках
До C# 6.0 нельзя было использовать в блоках catch и final оператор await. Ее можно применять для освобождения ресурсов или для ведения логов ошибок.
Фильтры исключений были в CLR, но только в VB. Теперь данная возможность появилась в C#, и можно накладывать дополнительный фильтр на исключения.
В C# 6.0 добавлена возможность инициализации Dictionary по ключу значения. Это должно упростить инициализацию словарей.
Также Microsoft улучшила новый компилятор в плане производительности.
C# 7.0
В 2016 году стало известно о новшествах готовящейся версии С# 7.0:
Они позволяют структурировать код, например, в стиле JavaScript.
• Сопоставление с образцом (Pattern matching)
Теперь можно использовать разнообразные средства для сопоставления.
• Условия и использование объектов в переключателях
Маленькая революция для разработчиков. Теперь switch почти ничем не ограничен. Можно использовать сопоставления.
Автоматическое создание простых классов с произвольными полями.
Иногда хочется вернуть несколько значений из метода. Для упрощения этой задачи в C# 7 были добавлены кортежи и литералы кортежей.
Перспективы С#
«Все больше компаний для крупных проектов выбирает платформу Microsoft .NET, пишет в своем блоге Михаил Флёнов. – И тут все просто, Java потерял свободу, когда ушел под крыло Oracle. До этого перехода Sun тратил огромные ресурсы на этот язык и много делалось ради свободы, открытого кода и просто Java. С переходом под крыло Oracle язык все же потерял, стал развиваться медленнее.
В случае с .NET, Microsoft делает намного больше усилий. Язык развивается все ещё достаточно серьёзно, компания выпустила бесплатный редактор кода под все платформы, и как раз начинает вкладываться в открытость, делает все, что освобождает .NET.
Трудно сейчас сказать, что будет с Windows в будущем, но пока что эта платформа останется самой популярной. А тут C# набирает популярность. Майкрософт продолжает вкладываться и в свою мобильную платформу и если у них эти действия принесут плоды, то C# может ещё более серьёзно выстрелить», заключает он.
- C#
- объектно-ориентированное по
- история языков программирования
- microsoft
- .NET. java
Язык программирования С#: история, специфика, место на рынке
Вы ещё только новичок в программировании и не определились с первым языком? Или уже кое-чем овладели и решаете, как развиваться дальше? Тогда вы наверняка уже что-то слышали об этом языке со странной решёткой — C#. В этой статье мы постараемся дать всю необходимую информацию для того, чтобы вы могли оценить, насколько «си-шарп» вам подойдёт.
Что значит С#?
В названии «Си шарп» (англ. sharp — диез) имеет свой «сакральный» смысл. Знак «#» (в музыкальной нотации читается как «диез») означает повышение высоты звука на полтона. С другой стороны, название «C#» получается путём следующей «эволюционной цепочки»: C → C++ → C++++(C#), так как символ «#» можно составить из 4-х знаков «+».
История развития языка
Язык программирования С# был разработан в 1993—2001 годах группой инженеров компании Microsoft под руководством Андерса Хейлсберга и Скотта Вильтаумота как язык разработки приложений для платформы Microsoft.
К 2000 году у Microsoft были готовы промышленные версии новых технологий и решений для обмена сообщениями и данными, а также для создания Internet-приложений. Была выпущена и новая платформа для разработки под новые решения — .NET. В ней объединились сразу несколько языков программирования, что было в новинку для того времени.
Ещё одним новшеством платформы .NET была технология активных серверных страниц ASP.NET (Active Server Page). С её помощью можно было относительно быстро разработать веб-приложения, взаимодействующие с базами данных. Специально для ASP.NET был создан язык программирования C#. Да и сама ASP.NET была полностью написана на нём.
Сравнение с другими языками
C# — это язык с C-подобным синтаксисом. Здесь он близок в этом отношении к C++ и Java.
Будучи объектно-ориентированным языком, он много перенял у Java и С++. Как и Java, C# изначально предназначался для веб-разработки, и примерно 75% его синтаксических возможностей такие же, как у Java. C# также называют «очищенной версией Java». Ещё 10% наш герой позаимствовал из C++ и 5% – из Visual Basic. Оставшиеся 10% C# — это реализация собственных идей разработчиков. Объектно-ориентированный подход позволяет строить с помощью C# крупные, но в то же время гибкие, масштабируемые и расширяемые приложения.
C# уже давно поддерживает много полезных функций:
- инкапсуляция,
- наследование,
- полиморфизм,
- перегрузка операторов,
- статическая типизация.
При этом он всё ещё активно развивается, и с каждой новой версией появляется всё больше интересного — например лямбды, динамическое связывание, асинхронные методы и т.д.
По сравнению с другими языками C# довольно молод, но в то же время он уже прошёл большой путь. Первая версия языка вышла вместе с релизом Microsoft Visual Studio .NET в феврале 2002 года. Текущей версией языка является версия C# 8.0, которая вышла в сентябре 2019 года вместе с релизом .NET Core 3.
Роль платформы .NET
Когда говорят C#, нередко имеют в виду технологии платформы .NET (Windows Forms, WPF, ASP.NET, Xamarin). И наоборот, когда говорят .NET, нередко имеют в виду C#. Однако, хотя эти понятия связаны, отождествлять их неверно. Язык C# был создан специально для работы с фреймворком .NET, однако само понятие .NET несколько шире.
Когда-то Билл Гейтс сказал, что .NET — это лучшее, что сделала компания Microsoft. У него есть весомые основания так считать. Фреймворк .NET представляет мощную платформу для создания приложений. Вот его киллер-фичи:
- Поддержка нескольких языков. В основе .NET — общеязыковая среда исполнения Common Language Runtime (CLR), благодаря чему платформа поддерживает несколько языков: наряду с C# это VB.NET, C++, F#, а также различные диалекты других языков, привязанные к .NET, например, Delphi.NET. Код на любом из этих языков компилируется в сборку на общем языке CIL (Common Intermediate Language) — своего рода ассемблер платформы .NET. Поэтому можно сделать отдельные модули одного приложения на разных языках.
- Мощная библиотека классов. .NET представляет единую для всех поддерживаемых языков библиотеку классов. Какое бы приложение мы ни собирались писать на C# — текстовый редактор, чат или сложный веб-сайт — так или иначе мы задействуем библиотеку классов .NET.
- Разнообразие технологий. Общеязыковая среда исполнения CLR и базовая библиотека классов — это основа для целого стека технологий, которые разработчики могут задействовать при создании разных приложений. Например, для баз данных в этом стеке имеется технология ADO.NET и Entity Framework Core. Для графических приложений с насыщенным интерфейсом — технологии WPF и UWP. Для более простых графических приложений — Windows Forms. Для разработки мобильных приложений — Xamarin. Для создания веб-сайтов — ASP.NET и т.д.
.NET Framework и .NET Core
.NET долгое время развивался под названием .NET Framework — преимущественно как платформа для Windows. Но с 2019 она больше не развивается — последней версией этой платформы стала .NET Framework 4.8.
В 2014 Microsoft начал выпускать альтернативную платформу — .NET Core, которая должна была вобрать в себя все возможности устаревшего .NET Framework и добавить новую функциональность. Поэтому следует различать .NET Framework, который предназначен преимущественно для Windows, и кроссплатформенный .NET Core.
Преимущества и недостатки языка C#
У «шарпа» выделяют много преимуществ:
- Поддержка подавляющего большинства продуктов Microsoft
- Бесплатность ряда инструментов для небольших компаний и некоторых индивидуальных разработчиков — Visual Studio, облако Azure, Windows Server, Parallels Desktop для Mac Pro и др.
- Типы данных имеют фиксированный размер (32-битный int и 64-битный long), что повышает «мобильность» языка и упрощает программирование, так как вы всегда знаете точно, с чем вы имеете дело.
- Автоматическая «сборка мусора» Это значит, что нам в большинстве случаев не придётся заботиться об освобождении памяти. Вышеупомянутая общеязыковая среда CLR сама вызовет сборщик мусора и очистит память.
- Большое количество «синтаксического «сахара» — специальных конструкций, разработанных для понимания и написания кода. Они не имеют значения при компиляции.
- Низкий порог вхождения. Синтаксис C# имеет много схожего с другими языками программирования, благодаря чему облегчается переход для программистов. Язык C# часто признают наиболее понятным и подходящим для новичков.
- С помощью Xamarin на C# можно писать программы и приложения для таких операционных систем, как iOS, Android, MacOS и Linux;
- Сегодня в любом регионе России имеется немало вакантных мест на должность C#-программиста.
Но есть у C# и некоторые недостатки:
- Приоритетная ориентированность на платформу Windows;
- Язык бесплатен только для небольших фирм, индивидуальных программистов, стартапов и учащихся . Крупной компании покупка лицензионной версии этого языка обойдётся в круглую сумму.
Сколько времени требуется на обучение C#
C# не представляет сложности для новичков, так как его сравнительно легко изучить и понять. На просторах интернета можно найти множество курсов и онлайн-школ по обучению С#, предлагающих обучение продолжительностью от 1 до 6 месяцев. Также существуют экспресс-курсы для «чайников», где новичков обучают основам за пару дней. Вообще, C# намного проще будет освоить, если вы уже знаете C, C++ или Java.
Востребованность на рынке
C# на протяжении долгого времени уверенно держит позиции в рейтинге наиболее востребованных на рынке разработки языков. Сначала им интересовались только разработчики под Windows, но затем C# научился работать на Mac OS, Linux, iOS и Android. А после того как код платформы открыли для всех желающих, были сняты практически все возможные ограничения в применении C#. В результате язык активно развивается и применяется всё шире. Его часто рекомендуют к изучению в качестве одного из базовых для разработчиков любого профиля.
Инструментарий C# позволяет решать широкий круг задач, язык действительно очень мощный и универсальный. На нём часто разрабатывают:
- веб-приложения,
- игры,
- мобильные приложения для Android или iOS,
- программы под Windows.
Перечень возможностей разработки практически не имеет ограничений благодаря широчайшему набору инструментов и средств. Конечно, всё это можно реализовать при помощи других языков. Но некоторые из них узкоспециализированные, а в некоторых придётся использовать дополнительные инструменты сторонних разработчиков. В C# решить широкий круг задач возможно быстрее, проще и с меньшими затратами времени и ресурсов.
Что касается зарплаты программистов на C#, то по статистике Хабр.Карьеры она обычно варьируется в диапазоне от 60 до 200 тысяч рублей и в среднем составляет 100 тысяч рублей .
Что дальше?
Любой программист, конечно, найдёт что-то интересное для себя в языке C#. И он не стоит на месте, список приятных особенностей C# постоянно растёт, с каждой новой версией язык становится только лучше. Если вас заинтересовал C#, его можно основательно изучить на факультете разработки игр Geek University, вместе со множеством других интересных дисциплин. Кроме того, языку C# у нас посвящена отдельная профессия «Разработчик C#», где можно сосредоточиться только на этом языке и в дальнейшем уже выбирать интересующую сферу.
Язык программирования C#: краткая история, возможности и перспективы
Обзорная статья на тему С#. Кратко рассказываем о том, зачем этот язык нужен, где его учить и как им пользоваться.
С# («Си Шарп») – один из наиболее быстро растущих, востребованных и при этом «удобных» языков программирования. Это модификация фундаментального языка С от компании Microsoft, призванная создать наиболее универсальное средство для разработки программного обеспечения для большого количества устройств и операционных систем.
Краткая история C# и его характеристики
С# – это объектно-ориентированный язык программирования. Он был создан в период с 1998 по 2002 год командой инженеров Microsoft под руководством Андерса Хейлсберга и Скотта Вильтаумота.
Язык входит в семью С-подобных языков. Синтаксис приближен к Java и C++. Его особенности:
- статистическая типизация,
- поддерживается полиморфизм,
- поддерживается перегрузка операторов,
- доступна делегация, атрибуты, события, обобщенные типы и анонимные функции.
Разработка Microsoft много особенностей унаследовала у Delphi, Smalltalk и Java. При этом создатели нового языка исключили из своего детища многие практики и спецификации, считающиеся «проблемными».
Комьюнити теперь в Телеграм
Подпишитесь и будьте в курсе последних IT-новостейОсновные преимущества языка
С# популярен за счет своей «простоты». Простоты для современных программистов и больших команд разработчиков, чтобы те могли в сжатые сроки создавать функциональные и производительные приложения. Этому способствуют нетипичные конструкции языка и специфичный синтаксис, помогающий максимально органично реализовать намеченные функции.
Популярность языка – еще одно значимое преимущество. Большое количество поклонников C# способствуют его развитию. Также это благоприятно влияет на рост числа вакансий, связанных с разработкой на языке Microsoft. Программисты, хорошо знакомые с С#, востребованы в индустрии, несмотря на их большое и постоянно увеличивающееся количество.
Понятный синтаксис C# заметно упрощает не только разработку как таковую, но и другие важные аспекты совместной работы, например, чтение чужого кода. Это упрощает процесс рефакторинга и исправления ошибок при работе над приложениями в больших командах.
Также нельзя не упомянуть низкий порог вхождения. С# – популярная и достаточно простая в освоении технология. Уже через полгода можно поднатореть в разработке и начать делать полноценные программы.
Что разрабатывают с помощью С#
Язык C# практически универсален. Можно использовать его для создания любого ПО: продвинутых бизнес-приложений, видеоигр, функциональных веб-приложений, приложений для Windows, macOS, мобильных программ для iOS и Android.
Видеоигры
C# без преувеличения крайне популярен среди создателей видеоигр. Язык используется для разработки игр под Windows, macOS, Android и iOS. Все дело в Unity – платформе для работы с 3D-графикой. С# лучше остальных языков адаптирован под работу с этим движком. Поэтому программисты обычно не выбирают, а сразу используют связку Unity + C#.
Из популярных проектов стоит выделить такие хиты игровой индустрии, как Bastion (кросплатформенная РПГ-адвенчура с изометрическим видом), Wasteland (популярный шутер в пост-апокалиптической вселенной), знаменитый Doom 3 и Hearthstone (карточная игра во вселенной World of Warcraft, созданная силами Blizzard).
ПО для защиты систем
Безопасность ваших программ и операционных систем обеспечивается благодаря мощным утилитам на базе C#. Колоссальное количество вирусов, на ежедневной основе атакующих компьютеры пользователей, блокируется инструментами, созданными с помощью языка Microsoft. Аналогичная ситуация наблюдается в крупном бизнесе – мировые корпорации защищаются от хакерских атак с помощью ПО, написанного на С#.
Приложения для Windows
Практически вся операционная система Microsoft существует благодаря С#. Привычные вам утилиты и приложения созданы с использованием этого языка и фреймворков, разработанных для него.
В эту категорию попадает мессенджер Skype, браузер Internet Explorer, среда для разработки Visual Studio 2012, Microsoft Office (все его составляющие, включая Word, PowerPoint, Excel, Outlook и так далее).
Сюда же можно отнести продукты компании Adobe (Photoshop, Lightroom), браузер Mozilla Firefox и Winamp.
Мобильные приложения
В некоторых кругах программистов С# считается чуть ли не лучшим языком для проектирования мобильных приложений. Все благодаря возможности создавать с помощью этого языка нативные программы для любых платформ (iOS, Android). Для создания приложений, которые идеально работают на Айфоне и на Андроид-смартфонах, используется IDE Xamarin.
Из известных программ, написанных на С#, стоит отметить Slack, Pinterest, Tableau, The World Bank и другие. «Плиточные» программы, появившиеся в Windows 8, практически все построены на базе C# и XAML.
Как стать C#-разработчиком?
Перед началом необходимо ознакомиться с основами языка, синтаксисом и т.п. Для этого стоит прочитать один из актуальных учебников по разработке на С#. Опытные программисты рекомендуют руководство по созданию программ с использованием платформы .net, размещенное на сайте metanit.com.
Тем, кто вообще не разбирается в программировании и только начинает его изучать, следует разыскать книгу Чарльза Петцольда «Код» и запастись всеми любимыми руководствами в духе «Грокаем алгоритмы». Этого должно быть достаточно на ранних этапах знакомства с языком.
Какие программы и технологии изучать?
Есть шесть ключевых программных продуктов, на изучении которых стоит сосредоточиться в первую очередь:
- Windows Presentation Foundation – фреймворк для быстрого создания интерфейсов.
- Xamarin – фреймворк, добавляющий C# функции компилирования кода с адаптацией под различные платформы, включая Windows, Android и iOS. Проще говоря, он делает ПО универсальным.
- ASP.NET – технология для создания «мостов» между серверным кодом и клиентской частью программ.
- Entity – фреймворк для взаимодействия с базами данных как с объектами.
- Language Integrated Query – технология с собственным синтаксисом для фильтрации данных. Под данными подразумевается любой тип, включая массивы, структуры, отдельные файлы и целые БД.
- Visual Studio – основная среда для разработки программ на языке С#.
По ходу изучения и с появлением опыта этот список увеличится. Появятся новые фреймворки, возможно, изменится IDE, появятся дополнительные технологии, необходимые для реализации некоторых функций и т.п.
Где можно научиться программированию на С#?
В сети хватает школ, где учат разработке приложений на различных языках. Например, Яндекс.Практикум. Там есть довольные дорогие, но эффективные курсы по созданию программ на базе C#.
Есть Coursera, где учат вообще всему на этой планете, в том числе и программированию. Стоимость курсов на этой площадке варьируется, но при желании всегда можно выбить хорошую скидку, если сослаться на плохое финансовое положение.
Есть школы в духе Skillbox и GeekBrains. На них тоже есть соответствующие курсы, причем со льготной оплатой (сначала вас учат и стажируют, а потом просят оплатить обучение) и изначально невысокими ценами.
Вместо заключения делаем простейшую программу на С#
Итак, быстро приступаем к разработке своей первой программы на языке C#. Будем делать простейший калькулятор.
- Загружаем программу Visual Studio.
- В окне приветствия выбираем пункт Create a new project.
- Указываем язык C#, систему – Windows, а тип – Console.
- Потом даем имя созданной программе и выбираем место на диске, куда она будет сохранена.
- Перед вами появится код базовой программы, выводящий в консоль фразу «Hello World». Стираем его.
- Затем добавляем переменные с помощью встроенного типа int. Например, int a = 10, int b = 20.
- Создаем переменную resultSum для сложения, введя код int result = a + b.
- А затем вписываем Console.WriteLine(resultSum) и Console.ReadKey().
Ваша программа выведет в консоль результат вычисления (в нашем случае 30). Можно заменить переменные, добавить результат деления, умножения и т.п. В общем, усложнить код как вздумается.
На этом все. Базовое знакомство с C# завершено. Теперь вы знаете, где учить язык, для чего он нужен и как сделать хотя бы маленькую, но рабочую программу. Дальше дело за опытом и упорным обучением.
- Простые типы