C Sharp

Проєкт C# був початий в грудні 1998 і отримав кодову назву COOL (C-style Object Oriented Language). Версія 1.0 була анонсована разом з платформою .NET у червні 2000 року, тоді ж з'явилася і перша загальнодоступна бета-версія; C# 1.0 остаточно вийшов разом з Microsoft Visual Studio .NET у лютому 2002 року.

Перша версія C# нагадувала за своїми можливостями Java 1.4, дещо їх розширюючи: так, в C# були властивості (що виглядають у коді як поля об'єкта, але, при зверненні до них, можуть викликати пов'язані методи класу), індексатори (подібні до властивостей, але приймають параметр як індекс масиву), події, делегати, цикли foreach, структури, що передаються за значенням, автоматичне перетворення вбудованих типів в об'єкти при необхідності (boxing), атрибути, вбудовані засоби взаємодії з некерованим кодом (DLL, COM) тощо. Крім того, в C# вирішено було перенести деякі можливості C++, відсутні в Java: беззнакові типи, перевизначення операцій (з деякими обмеженнями, на відміну від C++), передача параметрів у метод за посиланням, методи зі змінним числом параметрів, оператор goto. Також у C# залишили обмежену можливість роботи з вказівниками — в місцях коду, спеціально позначених словом unsafe і при вказівці спеціальної опції компілятору.

Проєкт специфікації C# 2.0 вперше був викладений Microsoft в жовтні 2003 року; у 2004 році виходили бета-версії (проєкт з кодовою назвою Whidbey), C# 2.0 остаточно вийшов 7 листопада 2005 року разом з Visual Studio 2005 і .NET 2.0.

Нові можливості у версії 2.0:

• Часткові типи (розділення реалізації класу більш ніж на один файл).
• Узагальнені, або параметризовані типи (generics, «дженерики»). На відміну від шаблонів C++, вони підтримують деякі додаткові можливості і працюють на рівні віртуальної машини. Разом з тим, параметрами узагальненого типу не можуть бути вирази.
• Нова форма ітератора, що дозволяє створювати співпрограми за допомогою ключового слова yield, подібно Python і Рубі.
• Анонімні методи, що забезпечують функціональність замикання.
• Оператор ??: return obj1 ?? obj2; означає (у нотації C# 1.0) return obj1!=null ? obj1 : obj2;.
• Типи-значення, що обнуляються (nullable), (що позначаються знаком питання, наприклад, int? i = null;) є тими ж самими типами-значеннями, що можуть також приймати також значення null. Такі типи дозволяють поліпшити взаємодію з базами даних через мову SQL.

В червні 2004 року Андерс Гейлсберг вперше розповів на сайті Microsoft про плановані розширення мови в C#3.0.[2]. У вересні 2005 року було випущено проєкт специфікації C# 3.0 і бета-версія C# 3.0, що встановлюється у вигляді доповнення до існуючих Visual Studio 2005 і .NET 2.0[3]. Офіційно версія C# 3.0 побачила світ 19 листопада 2007 року у складі .NET Framework 3.5.

В C# 3.0 з'явилися такі радикальні доповнення та зміни:

• Ключові слова select, from, where, що дозволяють робити запити з SQL, XML, колекції тощо (запит, інтегрований в мову — LINQ, англ. Language Integrated Query)
• Ініціалізація об'єкта разом з його властивостями:

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

матиме вигляд:

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

• Лямбда-вирази (анонімні функції):

listOfFoo.Where(delegate(Foo x) { return x.size > 10; });

матиме вигляд:

listOfFoo.Where(x => x.size > 10);

• Автоматичне визначення типів локальних змінних:

string x = "hello";

матиме вигляд:

var x = "hello";

• Безіменні типи:

var x = new { Name = "James" };

• Методи-розширення — додавання методу в існуючий клас за допомогою ключового слова this при першому параметрі статичної функції.

C# 3.0 сумісний з C# 2.0 за генерованим MSIL-кодом; поліпшення в мові — чисто синтаксичні і реалізуються на етапі компіляції. Наприклад, багато з інтегрованих запитів LINQ можна реалізувати в поточних версіях використовуючи безіменні делегати в поєднанні з предикативними методами над контейнерами, на кшталт List.FindAll і List.RemoveAll.

Випуск четвертої версії мови програмування C# не випадково співпав з випуском нової версії .NET Framework. Він мав на меті створення інфраструктури для реалізації мов динамічної типізації. Що суттєво поліпшило підтримку динамічних API в C# [4], було бажаним для початку робіт над мовою TypeScript та було використано наявними реалізаціями, наприклад PowerShell[5].

Нові можливості в версії 4.0:

• Коваріантність і контраваріантність
• Динамічна диспетчеризація — ключове слово dynamic вказує компілятору відкласти розв'язання посилань на метод до періоду виконання.

// Так робили виклик методів COM до C# 4.0
object o = GetObject();
Type t = o.GetType();
object result = t.InvokeMember("MyMethod", BindingFlags.InvokeMethod, null,  o, new object[] { });
int i = Convert.ToInt32(result);
// C# 4.0
dynamic o = GetObject();
int i = o.MyMethod();

• DLR — бібліотека проміжного рівня, що уніфікує взаємодію динамічних API та CLR
• Іменовані аргументи та параметри з усталеними значеннями — роблять код використання більш лаконічним. Мова C не підтримує перевантаження методів, тому більшість уніфікованих API має методи з величезним списком аргументів.

class Logger{
   public void Log(int severity=0, string message){}
   
   void Info(string info){
      Log(message:info);
   }
}

• Властивості-індексатори
• Можливість пропуску ref у викликах COM

Document d = new Document();
// Так робили виклик методів COM до C# 4.0
object filename = "Foo.docx";
d.SaveAs(ref filename, // ...
// C# 4.0 створить проміжну змінну замість літерала "Foo.docx"
// і підставить з модифікатором ref
d.SaveAs(FileName: "Foo.docx");

• Вбудовування типів "COM Interop" — позбавило розробників клопоту з поставкою PIA[6]

• Асинхронні методи
• Відомості про об'єкт, що робить виклик

C# 8.0 доступний на .NET Core 3.x та .NET Standard 2.1.

Ви можете застосувати модифікатор лише для читання до членів структури. Це вказує, що він не змінюватиме стан. Це більш детально, ніж застосування модифікатора readonly до декларації усієї структури. Наприклад:

public readonly override string ToString() =>
    $"({X}, {Y}) це {Distance} від початку";

C# 9.0 доступний лише на .NET 5.

Посилальні типи що мають семантику значених типів для перевірки рівності . Це досягається за допомогою реалізації методів порівняння та обчислення хешу аналогічно до значених типів. Записові типи за визначенням незмінні.
Приклад записового типу, що представляє точку на декартовій системі координат:

public record Point
{
  public int X { get; }
  public int Y { get; }

  public Point(int x, int y) => (X, Y) = (x, y);
}

Приклад, що демонструє результат порівняння двох об'єктів-точок:

var point1 = new Point(1, 1);
var point2 = new Point(1, 1);

Console.WriteLine(point1 == point2); // результат - true
Console.WriteLine(object.ReferenceEquals(point1, point2)); // результат - false, оскільки об'єкти покликаються на різні області пам'яті

Також для зручності оголошення таких типів в C# 9 був доданий новий синтаксис, схожий до оголошення конструктора, який зветься позиційним записом (англ. positional record). З його використанням, раніше наведений приклад записового типу набуває вигляду:

public record Point(int X, int Y);

Використовуючи цей синтаксис можна застосувати паралельне присвоєння, притаманне для кортежів.

var origin = new Point(0, 0);
var (originX, originY) = origin;

Оскільки записові типи незмінні, щоб створити новий об'єкт з існуючого потрібно скопіювати значення його властивостей. Для зручності написання такого коду був доданий новий вираз with, що створює копію об'єкта та дозволяє змінити властивості результату у формі, подібній до виразу ініціалізації об'єктів.

var point = new Point(1, 1); // значення властивостей об'єкту: X = 1, Y = 1
point = point with { Y = 0 }; // значення властивостей об'єкту: X = 1, Y = 0

Хоча визначення мови C# і CLI стандартизовані ISO та Ecma, що забезпечує розумний і недискримінаційний ліцензійний захист (RAND) від патентних позовів, Microsoft використовує C# і CLI у своїй бібліотеці Base Class Library (BCL), яка є фундаментом їхньої власницької платформи .NET framework, і яка надає низку нестандартизованих класів (розширений I/O, GUI Windows Forms, вебслужби тощо).

У деяких випадках, де патенти Microsoft відносяться до стандартів, використаних у .NET framework, документовані Microsoft, і застосовані патенти доступні через інші RAND умови або через Обітницю Відкритої Специфікації Microsoft (Microsoft's Open Specification Promise, OSP), які випускають патентні права публічно[10]. Але є деякі застереження і обговорення про те, що існують додаткові аспекти, патентовані Microsoft, що не покриті, які можуть утримувати незалежних реалізаторів повного фреймворку.

Microsoft також погодився не позиватися проти розробників відкритого програмного забезпечення щодо порушення прав у неприбуткових проєктах для частини свого фреймворку, покритого OSP[11]. Microsoft погодився не порушувати патентних вимог щодо продуктів Novell проти платних клієнтів Novell[12] за винятком переліку продуктів, що явно не згадують C#, .NET чи реалізацію .NET від Novell (проєкт Mono)[13]. Проте Novell дотримується точки зору, що Mono не порушує жодного патенту Microsoft.[14]. Microsoft також уклав спеціальну угоду не позиватися проти браузерного плагіну Moonlight, який спирається на Mono, отриманного від Novell.[15]

У зауваженні, опублікованому на сайті новин Free Software Foundation у червні 2009 Річард Столлман попереджає, що він вважає, що «Microsoft можливо планує одного дня оголосити всі вільні реалізації C# такими, що використовують програмні патенти» і рекомендував розробникам уникати того, що він називає «безвідплатним ризиком», пов'язаним із «залежністю вільних реалізацій C#»[16]. Free Software Foundation пізніше повторила свої попередження[17], стверджуючи, що розширення Microsoft Community Promise на специфікації ECMA C# і CLI[18] можуть не вберігти від шкідництва Microsoft відкритим реалізаціям C#, оскільки багато специфічних для Windows бібліотек, включених у .NET та Mono, не покриті цими обіцянками. Тому більшість провідних дистрибутивів Лінукс, за винятком Novell SUSE Linux, не включають Mono в установку за умовчанням (хоча його і можна завантажити з репозиторіїв).