[Введение в C#] Глава 1. Введение в C#: история и развитие C#

1. Введение

C# (произносится как C Sharp) — объектно-ориентированный язык программирования общего назначения, представленный корпорацией Microsoft в 2000 году. Изначально он был предназначен для разработки приложений на платформе .NET и стал одним из основных языков разработки .NET. История и предыстория C# тесно связаны с разработкой Microsoft инструментов и платформ для разработки программного обеспечения.
В 1990-е годы Microsoft представила ряд инструментов и платформ разработки, наиболее важными из которых были Visual Basic и C++. Однако с ростом популярности Интернета и увеличением сложности программного обеспечения разработчикам необходим более мощный и современный язык для решения новых задач. В результате Microsoft начала разработку нового языка, предназначенного для обеспечения большей производительности, более сильной объектно-ориентированной поддержки и более высокой производительности.
Дизайн C# вдохновлен несколькими языками программирования, включая C++, Java и Delphi. Он вбирает в себя преимущества этих языков и включает в себя свои особенности и инновации. C# был впервые выпущен в 2000 году как часть .NET Framework. В нем представлено множество инновационных функций языка, таких как делегирование, свойства, универсальные шаблоны и LINQ, чтобы обеспечить более мощную модель программирования и более лаконичный код.
Важность и широкое применение C# в основном отражаются в следующих аспектах:

Основной язык платформы .NET: C# — один из основных языков программирования платформы .NET. Он тесно интегрирован с .NET Framework, а теперь и с .NET Core, предоставляя широкий спектр инструментов и библиотек разработки, которые можно использовать для создания различных типов приложений, включая настольные приложения, веб-приложения, мобильные приложения и облачные сервисы.
Кроссплатформенная разработка. С появлением .NET Core C# теперь можно использовать и кроссплатформенно, поддерживая разработку в таких операционных системах, как Windows, Linux и macOS. Это делает C# мощным инструментом для создания высокопроизводительных масштабируемых приложений на разных платформах.
Многопрофильные приложения: C# широко используется во многих областях, включая корпоративные приложения, разработку игр, разработку мобильных приложений, искусственный интеллект, Интернет вещей и обработку больших данных. Его мощные функции, богатые инструменты разработки и поддержка экосистемы делают C# одним из языков, которые выбирают многие разработчики.
Экосистема разработки .NET. Будучи одним из основных языков разработки .NET, C# извлекает выгоду из богатства и жизнеспособности экосистемы разработки .NET. Разработчики могут воспользоваться большим количеством библиотек и платформ с открытым исходным кодом, чтобы ускорить процесс разработки, тем самым повышая производительность и качество кода.

История и предыстория C# тесно связаны с разработкой Microsoft инструментов и платформ для разработки программного обеспечения. Как объектно-ориентированный язык программирования общего назначения C# важен и широко используется на платформе .NET. Он предоставляет разработчикам мощную модель программирования, богатые языковые возможности и широкие области применения и стал одним из важных инструментов современной разработки программного обеспечения.

Во-вторых, происхождение C#

2.1 История рождения C#

Зарождение C# можно проследить до конца 1990-х годов. В то время в Microsoft осознали, что быстрый рост Интернета и увеличение сложности программного обеспечения ставят перед разработчиками новые задачи. Традиционные языки программирования не могут удовлетворить растущие требования, и разработчикам нужен более мощный и современный язык для решения этих задач. В результате Microsoft начала разработку нового языка, предназначенного для обеспечения большей производительности, более сильной объектно-ориентированной поддержки и более высокой производительности. Это история рождения C#. Впервые выпущенный в 2000 году, C# черпает вдохновение из таких языков, как C++, Java и Delphi, в сочетании с собственными инновациями Microsoft. Со временем C# постепенно превратился в один из основных языков программирования платформы .NET, предоставляющий разработчикам мощные и гибкие инструменты для создания различных типов приложений.

2.2 Связь между C# и Java

C# и Java — два похожих языка программирования с некоторыми различиями. Все они являются объектно-ориентированными языками программирования с общими концепциями и функциями, такими как классы, наследование и полиморфизм. Оба находятся под влиянием C++ и других языков программирования и широко используются в своих областях.
Между C# и Java есть некоторые сходства:

Похожий синтаксис. Синтаксис C# и Java очень похож, особенно с точки зрения основных операторов потока управления, определений классов и объектов, а также объявлений методов. Это делает переключение с одного языка на другой относительно простым.
Объектно-ориентированные функции. И C#, и Java являются чистыми объектно-ориентированными языками программирования, поддерживающими объектно-ориентированные концепции и функции, такие как инкапсуляция, наследование и полиморфизм.
Кроссплатформенная разработка. Хотя Java изначально разрабатывался как кроссплатформенный, теперь C# также может обеспечить кроссплатформенную разработку. С помощью платформы .NET Core C# можно разрабатывать в различных операционных системах, включая Windows, Linux и macOS.

Однако между C# и Java есть и некоторые различия:

Зависимость от платформы: Java может работать на виртуальной машине Java (JVM), тогда как C# должен зависеть от .NET Framework или .NET Core. Это позволяет Java работать на разных платформах, в то время как кроссплатформенность C# должна быть реализована через .NET Core.
Экосистема и библиотеки. Java имеет обширную экосистему и богатые сторонние библиотеки, которые можно использовать для разработки различных типов приложений. По сравнению с этим, C# имеет меньшую экосистему и библиотеки, но также имеет приличное количество библиотек и платформ, поддерживаемых Microsoft.
Инструменты разработки: Java использует различные инструменты разработки, такие как Eclipse и IntelliJ IDEA, тогда как C# в основном использует Microsoft Visual Studio, которая представляет собой мощную интегрированную среду разработки (IDE), предоставляющую множество функций и инструментов.

2.3 Цели проектирования и концепции C#

Цель разработки и философия C# — предоставить мощный и современный язык программирования для повышения производительности разработчиков и качества кода.
Одна из целей разработки C# — простота и удобство использования. Он использует синтаксис, аналогичный C++ и Java, что позволяет разработчикам быстро приступить к работе и писать понятный и краткий код. И это по-прежнему чистый объектно-ориентированный язык программирования, поддерживающий такие объектно-ориентированные функции, как инкапсуляция, наследование и полиморфизм. Это помогает организовать код и управлять им, улучшая удобство сопровождения и расширяемость кода. Конечно, безопасность также находится в центре внимания C#.Он вводит такие механизмы, как проверки безопасности типов, проверки нулевых ссылок и обработку исключений, чтобы предотвратить распространенные ошибки программирования и уязвимости безопасности, а также повысить надежность и стабильность кода. В то же время C# стремится обеспечить высокопроизводительное выполнение кода. С помощью технологии Just-In-Time Compilation (Just-In-Time Compilation) код C# можно преобразовать в машинный код и оптимизировать во время выполнения для повышения производительности программы. C# также поддерживает кросс-платформенную разработку и представляет платформу .NET Core, позволяющую C# работать в различных операционных системах, включая Windows, Linux и macOS, расширяя возможности развертывания приложений. Поддержка интегрированной среды разработки (IDE) является частью целей разработки C#. С помощью мощных инструментов IDE (таких как Microsoft Visual Studio) разработчики могут выполнять такие операции, как редактирование кода, отладка, автозаполнение и рефакторинг, чтобы повысить эффективность разработки.
Проще говоря, цели и концепции C# — простота использования, объектно-ориентированность, безопасность, высокая производительность, кроссплатформенность и поддержка IDE. Эти особенности делают C# мощным языком программирования, широко используемым в различных областях.

Третье, эволюция версии C#

3.1 С# 1.0

Основные возможности и синтаксис
C# 1.0 — самая ранняя версия языка C#. Его основными особенностями являются объектно-ориентированное программирование, которое поддерживает определение и использование классов и объектов; базовые операторы потока управления, такие как if-else и цикл for; обработка исключений. механизм, использующий блоки try -catch-finally, механизмы сборки мусора, которые автоматически управляют памятью, события и делегаты, которые обрабатывают события и обратные вызовы, а также свойства, которые обеспечивают доступ и изменение членов класса. Синтаксис C# 1.0 аналогичен синтаксису Java и C++, с такими функциями, как строгая типизация и проверка статического типа.
Выпуск и отклик
Выпуск и отклик на C# 1.0 привлекли в то время большое внимание. Как новый язык программирования, представленный Microsoft, C# 1.0 получил положительный отклик со стороны сообщества разработчиков. Разработчики ценят его объектно-ориентированные функции, строгую проверку типов и такие функции, как сбор мусора. C# 1.0 также добился успеха в разработке корпоративных приложений, став основным языком разработки на платформе Windows. Его выпуск заложил основу для внедрения платформы .NET и проложил путь для разработки последующих версий C#.

3.2 С# 2.0

Новые возможности и улучшения языка
В C# 2.0 представлено множество новых функций и улучшений языка, в том числе:
- Универсальные типы. Внедрение универсальных типов и универсальных методов позволяет разработчикам писать более универсальный и типобезопасный код, уменьшая необходимость в преобразованиях типов.
- Анонимные методы (Anonymous Methods): позволяют определять анонимные функции в коде, упрощая написание функций обработки событий и обратного вызова.
- Типы с нулевым значением (типы с нулевым значением): позволяет добавлять теги с нулевым значением к типам значений для обработки ситуаций, когда тип значения может быть нулевым, что повышает надежность кода.
- Итераторы: блоки итераторов введены, чтобы сделать итерацию по коллекциям и последовательностям более краткой и читабельной.
- Частичные методы: позволяют разделить реализацию метода на несколько частей, некоторые из которых являются необязательными для использования инструментами генератора и платформами.
- Автоматические свойства: упрощает определение свойств и доступ к ним за счет автоматического создания кода для общих средств доступа к свойствам.
- Улучшения делегатов и событий: введены ковариация и контравариантность для расширения сценариев использования и гибкости делегатов и событий.
- Анонимные типы (Anonymous Types): позволяют быстро создавать временные объекты только со свойствами при написании кода, что облегчает инкапсуляцию и передачу временных данных.
Влияние на разработчиков
Эти новые функции и улучшения языка делают C# 2.0 более мощным и гибким, обеспечивая лучшее качество программирования и эффективность разработки. Они заложили основу для дальнейшего развития языка C# и широко используются при разработке различных прикладных программ.

3.3 С# 3.0

Новые возможности и улучшения языка
В C# 3.0 представлено множество интересных новых функций и улучшений языка, в том числе:
- Автоматические инициализаторы свойств (автоматические инициализаторы свойств): позволяют напрямую назначать инициализацию во время определения свойства, упрощая процесс инициализации свойств.
- Инициализаторы объектов: позволяют инициализировать и присваивать свойства с использованием краткого синтаксиса при создании объекта, что улучшает читаемость и эффективность записи кода.
- Методы расширения: позволяет добавлять новые методы к существующим типам без изменения исходного определения класса, обеспечивая более гибкую расширяемость.
- Улучшения анонимных типов (Anonymous Types): поддержка определения методов в анонимных типах, что делает анонимные типы более мощными и гибкими.
- LINQ (Language Integrated Query). Представлен синтаксис запросов LINQ, позволяющий запрашивать данные и манипулировать ими непосредственно в коде, предоставляя мощные возможности обработки данных.
- Лямбда-выражения: предоставляют краткий синтаксис для определения анонимных функций, сокращая избыточный код и определения делегатов.
- Улучшение типа, допускающего значение NULL: введена универсальная структура, допускающая значение NULL, которая делает обработку типов значений, допускающих значение NULL, более удобной и последовательной.
- Неявно типизированные локальные переменные: позволяет использовать ключевое слово var для автоматического определения типа локальных переменных, упрощая процесс объявления переменных.
Влияние на разработчиков
Эти новые функции и улучшения языка делают C# 3.0 еще более мощным, гибким и эффективным. Они предоставляют больше синтаксического сахара и инструментов, упрощают обработку общих задач и обеспечивают лучшие возможности обработки данных и запросов. Внедрение C# 3.0 значительно повысило производительность разработчиков и качество кода.

3.4 С# 4.0

Новые возможности и улучшения языка
В C# 4.0 представлены некоторые важные новые функции и улучшения языка, в том числе:
- Динамический тип (Dynamic). Ключевое слово Dynamic введено для обеспечения динамического вывода и привязки типов во время выполнения вместо проверки типов во время компиляции, что улучшает взаимодействие и совместимость с динамическими языками.
- Именованные и необязательные параметры (Именованные и необязательные параметры). Позволяет использовать именованные и необязательные параметры при определении и вызове метода, что повышает гибкость и читаемость метода.
- Ковариация и контравариантность: расширяет сценарии использования параметров универсального типа, делая преобразование универсальных типов более гибким и безопасным.
- Улучшения взаимодействия с Office: упрощенная интеграция и взаимодействие с приложениями Microsoft Office благодаря новым функциям совместимости COM.
- Первичные сборки взаимодействия. Первичные сборки взаимодействия вводятся для упрощения кода, взаимодействующего с компонентами COM.
- Дополнительные функции взаимодействия COM. Благодаря функциям интерфейса COM предоставляются более гибкие возможности взаимодействия COM.
- Улучшения в параллельном программировании. Внедрение библиотеки параллельных задач (TPL) и параллельного LINQ (PLINQ) упрощает написание и управление параллельным программированием.
- Улучшения в файлах со строгими именами: упрощает развертывание и обслуживание файлов со строгими именами, обеспечивая лучший контроль версий и безопасность.
Влияние на разработчиков
Эти новые функции и улучшения языка делают C# 4.0 более мощным и гибким, предоставляя больше инструментов и функций для повышения производительности разработчиков и качества кода. Они улучшают взаимодействие с динамическими языками, упрощают вызов и определение методов, обеспечивают лучшую поддержку параллельного программирования и улучшают взаимодействие с компонентами COM и приложениями Office.

3.5 С# 5.0

Новые возможности и улучшения языка
В C# 5.0 представлены некоторые важные новые функции и улучшения языка, в том числе:
- Режим Async/Await: обеспечивает поддержку асинхронного программирования на уровне языка, упрощает написание асинхронного кода и управление им с помощью ключевых слов async и await, а также делает обработку асинхронных операций более интуитивно понятной и простой.
- Асинхронные операции можно использовать внутри итератора: позволяя использовать асинхронные операции внутри метода итератора, обеспечивая более удобный способ асинхронной итерационной обработки.
- Кортежи: введен тип кортежа, позволяющий возвращать несколько значений в виде логической комбинации, что упрощает написание кода и обработку данных.
- Фильтры исключений: позволяет использовать ключевое слово if в операторе catch для фильтрации определенных условий исключений, повышая гибкость обработки исключений.
- Используйте свойство «Информация о вызывающем абоненте» для получения информации о вызове. Используя свойство «Информация о вызывающем абоненте» (например, CallerMemberName, CallerFilePath и CallerLineNumber), вы можете получить информацию о вызывающем объекте внутри метода, что удобно для отладки и ведения журнала.
- Методы интерфейса по умолчанию: позволяет определять методы реализации по умолчанию в интерфейсе, упрощая эволюцию интерфейса и обеспечивая обратную совместимость.
Влияние на разработчиков
Эти новые функции и улучшения языка делают C# 5.0 более мощным и удобным, обеспечивая лучшую поддержку асинхронного программирования и упрощение кода. Шаблон Async/Await значительно упрощает написание асинхронного кода и управление им, упрощая понимание и обработку асинхронных операций. Кортежи и фильтры исключений предоставляют больше возможностей для обработки данных и исключений, а атрибуты информации о вызывающем абоненте и методы интерфейса по умолчанию повышают читаемость и гибкость кода. Эти улучшения делают C# 5.0 более современным и эффективным языком программирования.

3.6 С# 6.0 — С# 10.0

Вот некоторые основные новые функции и улучшения языка в выпусках C# 6.0 — C# 10.0:

С# 6.0 :
- catch и наконец блокирует использование выражений ожидания
- Автоматические инициализаторы свойств
- Использование фильтра исключений в блоке catch
- Интерполяция строк¶
- Оператор с нулевым условием
- имя-выражение
- Автоматические инициализаторы свойств для членов функций
- инициализатор индекса
С# 7.0 :
- Основной асинхронный метод (Async Main)
- Расширения и именованные члены кортежей
- Сопоставление с образцом
- Объявление выходной переменной
- локальная функция
- Бросок выражения
- Ссылка на местных жителей и возврат ссылки
С# 8.0 :
- Типы ссылок, допускающие значение NULL
- Методы интерфейса по умолчанию (метод интерфейса по умолчанию)
- Асинхронные потоки
- Диапазоны и индексы
- Переменные-члены, доступные только для чтения (ReadOnly Members)
С# 9.0 :
- Типы записей
- Логическое ИЛИ сопоставления с образцом (Логическое ИЛИ сопоставления с образцом)
- Константные интерполированные строки¶
- Выражения New(), поддерживающие лямбда-выражения и анонимные функции.
- Статические анонимные функции¶
С# 10.0 :
- Глобальное использование (объявление глобального использования)
- Пространства имен на уровне файла
- Интерполяция многострочных строк
- с выражением для структуры записи
- Отбросить в списке параметров Lambda (Отбросить в списке параметров Lambda)

4. Экосистема C#

Экосистема C# включает .NET Framework и .NET Core, которые предоставляют множество библиотек классов, инструментов и платформ разработки для поддержки разработки приложений Windows, веб-приложений и служб. Visual Studio — основной инструмент разработки, а такие платформы, как ASP.NET, WPF и WCF, обеспечивают поддержку разработки для различных типов приложений. Существует также большое количество сторонних библиотек и компонентов, доступных для расширения функциональности, а NuGet в качестве менеджера пакетов упрощает управление зависимостями. Экосистема C# предоставляет разработчикам мощные инструменты и ресурсы, которые способствуют эффективной и надежной разработке приложений.

V. Заключение

История и развитие C# полны инноваций и достижений. Он стал мощным языком программирования, широко используемым в корпоративных приложениях, разработке игр, веб-разработке и мобильных приложениях, предоставляя разработчикам богатые функции и инструменты и способствуя развитию разработки современного программного обеспечения.