سي شارب (لغة برمجة)

سي شارب

نموذج	متعدد النماذج : منظم ، إلزامي ، موجه نحو الكائنات ، مدفوع بالأحداث ، مدفوع بالمهمة ، وظيفي ، عام ، تأملي ، متزامن
عائلة	ج
صمم بواسطة	أندرس هيلسبيرج ( مايكروسوفت )
المطور	مادس تورجرسن ( مايكروسوفت )
ظهرت لأول مرة	2000 ؛ منذ 24 سنة [1] ( 2000 )
إصدار مستقر	12.0 [2]  / 14 نوفمبر 2023 ؛ منذ 11 شهرًا ( 14 نوفمبر 2023 )
الانضباط في الطباعة	ثابت ، ديناميكي ، [3] قوي ، آمن ، اسمي ، مستنتج جزئيًا
إدارة الذاكرة	إدارة الذاكرة التلقائية
منصة	البنية التحتية للغة المشتركة
رخصة	مُجمِّع Roslyn : MIT/X11 [4] .NET Core CLR : MIT/X11 [5] مُجمِّع Mono : GPLv3 مزدوج وMIT/X11 DotGNU : GPL و LGPL المزدوج
ملحقات اسم الملف	.cs,.csx
موقع إلكتروني	learn.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/
التنفيذات الرئيسية
Visual C# و . NET و Mono ومنصة Windows العالمية المتوقفة : .NET Framework و DotGNU
اللهجات
Cω ، لغة C# متعددة الأصوات ، لغة C# محسنة
متأثر بـ
C++ ، [6] Cω ، Eiffel ، F# ، [a] Haskell ، Scala ، Icon ، J# ، J++ ، Java ، [6] ML ، Modula-3 ، Object Pascal ، [7] VB
متأثر
Chapel ، [8] Clojure ، [9] Crystal ، [10] D ، J# ، Dart ، [11] F# ، Hack ، Java ، [12] [13] Kotlin ، Nemerle ، Oxygene ، Rust ، [14] Swift ، [15] Vala ، TypeScript
برمجة سي شارب في ويكي الكتب

C# ( / ˌsiːˈʃɑːrp / انظر SHARP ) [ b ^] هي لغة برمجة عالية المستوى متعددة الأغراض تدعم أنماطًا متعددة . تشمل C # الكتابة الثابتة، [ ^{16] : 4} كتابة قوية ، نطاق معجمي ، أمر ، إعلاني ، وظيفي ، عام ، ^{[16] : 22} تخصص برمجة موجهة للكائنات ( قائمة على الفئة )، وموجهة للمكونات . ^[17]

كان المخترعون الرئيسيون للغة البرمجة سي شارب هم أندرس هيلسبيرج وسكوت ويلتموت وبيتر جولد من مايكروسوفت . ^[17] تم توزيعها لأول مرة على نطاق واسع في يوليو 2000 ^[17] وتمت الموافقة عليها لاحقًا كمعيار دولي من قبل Ecma (ECMA-334) في عام 2002 و ISO / IEC (ISO / IEC 23270 و 20619 ^[c] ) في عام 2003. قدمت مايكروسوفت سي شارب إلى جانب .NET Framework و Visual Studio ، وكلاهما كان مغلق المصدر . في ذلك الوقت، لم يكن لدى مايكروسوفت منتجات مفتوحة المصدر. بعد أربع سنوات، في عام 2004، بدأ مشروع مجاني ومفتوح المصدر يسمى Mono ، والذي يوفر مُجمِّعًا متعدد الأنظمة وبيئة وقت تشغيل للغة البرمجة سي شارب. بعد مرور عقد من الزمان، أصدرت Microsoft برنامج Visual Studio Code (محرر أكواد)، و Roslyn (مترجم)، ومنصة .NET الموحدة (إطار عمل برمجي)، وكلها تدعم لغة C# وهي مجانية ومفتوحة المصدر ومتعددة المنصات. انضمت Mono أيضًا إلى Microsoft ولكن لم يتم دمجها في .NET.

اعتبارًا من نوفمبر 2023، ^[تحديث]أحدث إصدار مستقر للغة هو C# 12.0، والذي تم إصداره في عام 2023 في .NET 8.0. ^{[18] [19]}

تسرد معايير Ecma أهداف التصميم التالية لـ C#: ^[17]

• تهدف اللغة إلى أن تكون لغة برمجة بسيطة، حديثة، عامة الأغراض، وموجهة نحو الكائنات .
• يجب أن توفر اللغة وتنفيذاتها الدعم لمبادئ هندسة البرمجيات مثل فحص النوع القوي ، وفحص حدود المصفوفة ، ^{[20] : 58–59،} والكشف عن محاولات استخدام المتغيرات غير المهيئة ، وجمع القمامة التلقائي . ^{[20] : 563} تعد قوة ومتانة البرمجيات وإنتاجية المبرمج مهمة.
• اللغة مخصصة للاستخدام في تطوير مكونات البرامج المناسبة للنشر في البيئات الموزعة.
• تعتبر قابلية النقل مهمة جدًا لكود المصدر والمبرمجين ، وخاصةً أولئك الذين لديهم معرفة سابقة بلغة C و C++ .
• إن دعم التدويل ^{[20] : 314} مهم جدًا.
• تم تصميم C# ليكون مناسبًا لكتابة التطبيقات لكل من الأنظمة المستضافة والمضمنة ، بدءًا من التطبيقات الكبيرة جدًا التي تستخدم أنظمة تشغيل متطورة ، وصولاً إلى التطبيقات الصغيرة جدًا التي تحتوي على وظائف مخصصة.
• على الرغم من أن تطبيقات C# تهدف إلى أن تكون اقتصادية فيما يتعلق بمتطلبات الذاكرة وقوة المعالجة ، إلا أن اللغة لم تكن تهدف إلى التنافس بشكل مباشر على الأداء والحجم مع C أو لغة التجميع. ^[21]

أثناء تطوير إطار عمل .NET ، تمت كتابة مكتبات الفئات في الأصل باستخدام نظام تجميع التعليمات البرمجية المُدار المسمى Simple Managed C (SMC). ^{[22] [23]} في يناير 1999، شكل أندرس هيلسبيرج فريقًا لبناء لغة جديدة في ذلك الوقت تسمى Cool، والتي تعني " لغة موجهة للكائنات تشبه لغة C ". ^[24] كانت شركة Microsoft قد فكرت في الاحتفاظ باسم "Cool" كاسم نهائي للغة، لكنها اختارت عدم القيام بذلك لأسباب تتعلق بالعلامة التجارية. بحلول الوقت الذي تم فيه الإعلان عن مشروع .NET علنًا في مؤتمر المطورين المحترفين في يوليو 2000 ، تمت إعادة تسمية اللغة إلى C#، وتم نقل مكتبات الفئات ووقت تشغيل ASP.NET إلى C#.

Hejlsberg هو المصمم الرئيسي والمهندس المعماري الرئيسي لـ C# في Microsoft، وكان مشاركًا سابقًا في تصميم Turbo Pascal و Embarcadero Delphi (المعروف سابقًا باسم CodeGear Delphi و Inprise Delphi و Borland Delphi) و Visual J++ . في المقابلات والأوراق الفنية، ذكر أن العيوب ^[25] في معظم لغات البرمجة الرئيسية (مثل C++ و Java و Delphi و Smalltalk ) دفعت أساسيات وقت تشغيل اللغة المشتركة (CLR)، والذي بدوره دفع تصميم لغة C#.

جيمس جوسلينج ، الذي ابتكر لغة برمجة جافا في عام 1994، وبيل جوي ، أحد مؤسسي شركة صن مايكروسيستمز ، مبتكر جافا، أطلقا على لغة سي شارب "تقليدًا" لجافا؛ وأضاف جوسلينج أن "[سي شارب] نوع من جافا مع حذف الموثوقية والإنتاجية والأمان". ^{[26] [27]} في يوليو 2000، قال هيلسبيرج أن سي شارب "ليست نسخة من جافا" وهي "أقرب كثيرًا إلى سي شارب" في تصميمها. ^[28]

منذ إصدار C# 2.0 في نوفمبر 2005، تطورت لغتا C# وJava على مسارات متباعدة بشكل متزايد، لتصبحا لغتين مختلفتين تمامًا. جاء أحد أول الانحرافات الرئيسية مع إضافة الكائنات العامة إلى كلتا اللغتين، مع تنفيذات مختلفة تمامًا. تستخدم C# التجسيد لتوفير كائنات عامة "من الدرجة الأولى" يمكن استخدامها مثل أي فئة أخرى، مع إجراء إنشاء التعليمات البرمجية في وقت تحميل الفئة. ^[29] علاوة على ذلك، أضافت C# العديد من الميزات الرئيسية لاستيعاب البرمجة ذات النمط الوظيفي، وبلغت ذروتها في ملحقات LINQ التي تم إصدارها مع C# 3.0 وإطار عملها الداعم لتعبيرات lambda وطرق التمديد والأنواع المجهولة . ^[30] تمكن هذه الميزات مبرمجي C# من استخدام تقنيات البرمجة الوظيفية، مثل الإغلاقات ، عندما يكون ذلك مفيدًا لتطبيقهم. تساعد ملحقات LINQ والواردات الوظيفية المطورين على تقليل كمية التعليمات البرمجية النمطية المضمنة في المهام الشائعة مثل استعلام قاعدة البيانات، أو تحليل ملف XML، أو البحث من خلال بنية البيانات، وتحويل التركيز إلى منطق البرنامج الفعلي للمساعدة في تحسين قابلية القراءة والصيانة. ^[31]

كان لدى C# تميمة تسمى Andy (تم تسميتها على اسم Anders Hejlsberg ). تم إيقافها في 29 يناير 2004. ^[32]

تم تقديم C# في الأصل إلى اللجنة الفرعية SC 22 التابعة للجنة التقنية المشتركة ISO/IEC 1 للمراجعة، ^[33] بموجب ISO/IEC 23270:2003، ^[34] وتم سحبها ثم تمت الموافقة عليها بموجب ISO/IEC 23270:2006. ^[35] وتم سحب 23270:2006 بموجب 23270:2018 وتمت الموافقة عليها بهذا الإصدار. ^[36]

استخدمت شركة مايكروسوفت اسم C# لأول مرة في عام 1988 لإصدار مختلف من لغة C مصمم للتجميع التدريجي. ^[37] لم يكتمل هذا المشروع، وتم إعادة استخدام الاسم لاحقًا.

استوحي اسم "سي شارب" من التدوين الموسيقي حيث يشير الرمز الحاد إلى أن النغمة المكتوبة يجب أن تكون أعلى بنصف نغمة في النغمة . ^[38] وهذا مشابه لاسم لغة سي++ ، حيث يشير "++" إلى أنه يجب زيادة المتغير بمقدار 1 بعد تقييمه. يشبه الرمز الحاد أيضًا رباطًا من أربعة رموز "+" (في شبكة 2 × 2)، مما يعني ضمناً أن اللغة عبارة عن زيادة في سي++. ^[39]

بسبب القيود الفنية للعرض (الخطوط القياسية والمتصفحات وما إلى ذلك)، ومعظم تخطيطات لوحة المفاتيح تفتقر إلى رمز حاد ( U+266F ♯ MUSIC SHARP SIGN ( ♯ ))، تم اختيار علامة الرقم ( U+0023 # NUMBER SIGN ( # )) لتقريب الرمز الحاد في الاسم المكتوب للغة البرمجة. ^[40] تنعكس هذه الاتفاقية في مواصفات لغة C# ECMA-334. ^[17]

تم استخدام اللاحقة "sharp" بواسطة عدد من لغات .NET الأخرى التي تعد أشكالًا مختلفة من اللغات الموجودة، بما في ذلك J# (لغة .NET صممتها أيضًا Microsoft ومشتقة من Java 1.1)، و A# (من Ada )، ولغة البرمجة الوظيفية F# . ^[41] تم تسمية التنفيذ الأصلي لـ Eiffel لـ .NET باسم Eiffel#، ^[42] وهو الاسم الذي تم إيقافه منذ أن أصبحت لغة Eiffel الكاملة مدعومة الآن. تم استخدام اللاحقة أيضًا للمكتبات ، مثل Gtk# ( غلاف .NET لـ GTK ومكتبات GNOME الأخرى ) و Cocoa# (غلاف لـ Cocoa ).

إن بناء الجملة الأساسي للغة C# مشابه لبناء الجملة في لغات أخرى من نمط C مثل C وC++ وJava، على وجه الخصوص:

• يتم استخدام الفاصلة المنقوطة للإشارة إلى نهاية العبارة.
• تُستخدم الأقواس المتعرجة لتجميع العبارات. وعادةً ما يتم تجميع العبارات في طرق (وظائف)، والطرق في فئات، والفئات في مساحات أسماء .
• يتم تعيين المتغيرات باستخدام علامة يساوي ، ولكن تتم مقارنتها باستخدام علامتي يساوي متتاليتين .
• يتم استخدام الأقواس المربعة مع المصفوفات ، سواء للإعلان عنها أو للحصول على قيمة عند مؤشر معين في أحدها.

من بين الميزات البارزة للغة C# والتي تميزها عن C، وC++، وJava، ما يلي:

من حيث التصميم، فإن لغة C# هي لغة البرمجة التي تعكس بشكل مباشر البنية الأساسية للغة المشتركة  (CLI). ^[68] تتوافق معظم أنواعها الجوهرية مع أنواع القيمة التي ينفذها إطار عمل CLI. ومع ذلك، لا تنص مواصفات اللغة على متطلبات إنشاء التعليمات البرمجية للمترجم: أي أنها لا تنص على أن مترجم C# يجب أن يستهدف وقت تشغيل لغة مشتركة، أو إنشاء لغة وسيطة مشتركة (CIL)، أو إنشاء أي تنسيق محدد آخر. يمكن لبعض مترجمي C# أيضًا إنشاء تعليمات برمجية آلية مثل المترجمين التقليديين لـ C++ أو Fortran . ^{[69] [70]}

يدعم C# إعلانات المتغيرات المكتوبة ضمناً بقوة باستخدام الكلمة الأساسية var، ^{[16] : 470} والمصفوفات المكتوبة ضمناً باستخدام الكلمة الأساسية new[]متبوعة بمبدئ المجموعة. ^{[16] : 80  [20] : 58}

ينقسم نظام النوع الخاص به إلى عائلتين: أنواع القيمة، مثل الأنواع الرقمية المضمنة والهياكل المحددة من قبل المستخدم، والتي يتم تسليمها تلقائيًا كنسخ عند استخدامها كمعلمات، وأنواع المرجع، بما في ذلك المصفوفات ومثيلات الفئات والسلاسل، والتي لا تسلم سوى مؤشر إلى الكائن المعني. نظرًا لمعالجتها الخاصة لمشغل المساواة، ستتصرف السلاسل مع ذلك كما لو كانت قيمًا، لجميع الأغراض العملية. يمكنك حتى استخدامها كعلامات حالة . عند الضرورة، سيتم وضع أنواع القيمة في مربعات تلقائيًا. ^[71]

تدعم لغة C# نوع البيانات Boolean الصارم ، bool. تتطلب العبارات التي تأخذ شروطًا، مثل whileو if، تعبيرًا من نوع ينفذ trueالمشغل، مثل النوع Boolean. في حين أن لغة C++ لديها أيضًا نوع Boolean، إلا أنه يمكن تحويله بحرية من وإلى الأعداد الصحيحة، وتتطلب التعبيرات مثل if (a)require only ما aيمكن تحويله إلى bool، مما يسمح aبأن يكون عددًا صحيحًا أو مؤشرًا. لا تسمح لغة C# بهذا النهج "العدد الصحيح الذي يعني true أو false"، على أساس أن إجبار المبرمجين على استخدام تعبيرات تعيد القيمة بالضبط boolيمكن أن يمنع أنواعًا معينة من أخطاء البرمجة مثل if (a = b)(استخدام التعيين =بدلاً من المساواة ==).

تعتبر لغة C# أكثر أمانًا من لغة C++. التحويلات الضمنية الوحيدة بشكل افتراضي هي تلك التي تعتبر آمنة، مثل توسيع الأعداد الصحيحة. يتم فرض ذلك في وقت التجميع، أثناء JIT ، وفي بعض الحالات، في وقت التشغيل. لا تحدث تحويلات ضمنية بين القيم المنطقية والأعداد الصحيحة، ولا بين عناصر التعداد والأعداد الصحيحة (باستثناء 0 الحرفي، والذي يمكن تحويله ضمنيًا إلى أي نوع معدود). يجب وضع علامة صريحة على أي تحويل محدد من قبل المستخدم على أنه صريح أو ضمني، على عكس منشئي النسخ ومشغلات التحويل في لغة C++، والتي تكون ضمنية بشكل افتراضي.

تتمتع لغة C# بدعم صريح للتباين والتباين المضاد في الأنواع العامة، ^{[16] : 144  [20] : 23} على عكس لغة C++ التي تتمتع بدرجة معينة من الدعم للتباين المضاد ببساطة من خلال دلالات أنواع الإرجاع على الطرق الافتراضية.

يتم وضع أعضاء التعداد في نطاقهم الخاص .

لا تسمح لغة C# بالمتغيرات أو الوظائف العالمية. يجب إعلان جميع الأساليب والأعضاء داخل الفئات. يمكن للأعضاء الثابتة للفئات العامة أن تحل محل المتغيرات والوظائف العالمية.

لا يمكن للمتغيرات المحلية أن تحجب متغيرات الكتلة المحيطة، على عكس C وC++.

يمكن تحقيق البرمجة الفوقية بعدة طرق:

• يتم دعم الانعكاس من خلال واجهات برمجة التطبيقات .NET، والتي تعمل على تمكين السيناريوهات مثل فحص بيانات تعريف النوع واستدعاء الطريقة الديناميكية.
• تمثل أشجار التعبيرات ^{[72] الكود} كشجرة نحوية مجردة ، حيث تكون كل عقدة عبارة عن تعبير يمكن فحصه أو تنفيذه. يتيح هذا التعديل الديناميكي للكود القابل للتنفيذ في وقت التشغيل. تقدم أشجار التعبيرات بعض التماثل الرمزي للغة.
• السمات هي بيانات وصفية يمكن إرفاقها بأنواع أو أعضاء أو تجميعات كاملة ، وهي تعادل التعليقات التوضيحية في Java . يمكن الوصول إلى السمات بواسطة المترجم والترميز من خلال الانعكاس. تكرر العديد من السمات الأصلية وظائف توجيهات المعالج المسبق المعتمدة على المنصة في GCC وVisualC++. ^{[ بحاجة لمصدر ]}
• System.Reflection.Emitمساحة الاسم، ^[73] والتي تحتوي على فئات تصدر بيانات وصفية و CIL (أنواع وتجميعات وما إلى ذلك) في وقت التشغيل .
• توفر منصة .NET Compiler (Roslyn) إمكانية الوصول إلى خدمات تجميع اللغة من خلال واجهة برمجة التطبيقات، مما يسمح بتجميع كود C# من داخل تطبيقات .NET. كما تعرض واجهات برمجة التطبيقات للتحليل النحوي ( المعجمي ) للكود، والتحليل الدلالي ، والتجميع الديناميكي إلى CIL، وإصدار الكود. ^[74]
• تتيح مولدات المصدر، ^[75] وهي ميزة من ميزات مُجمِّع Roslyn C#، إمكانية برمجة وقت التجميع. أثناء عملية التجميع، يمكن للمطورين فحص الكود الذي يتم تجميعه باستخدام واجهة برمجة التطبيقات الخاصة بالمُجمِّع وتمرير كود مصدر C# إضافي تم إنشاؤه ليتم تجميعه.

الطريقة في لغة سي شارب هي عضو في فئة يمكن استدعاؤها كدالة (تسلسل من التعليمات)، بدلاً من مجرد قدرة الحقل (أي متغير الفئة أو المثيل) على الاحتفاظ بالقيمة . [ 76 ] كما هو الحال ^في اللغات الأخرى المتشابهة نحويًا، مثل سي++ و ANSI C ، فإن توقيع الطريقة هو إعلان يتضمن بالترتيب: أي كلمات رئيسية اختيارية لإمكانية الوصول (مثل private)، والمواصفات الصريحة لنوع الإرجاع (مثل int، أو الكلمة الأساسية voidإذا لم يتم إرجاع أي قيمة)، واسم الطريقة، وأخيرًا، تسلسل بين قوسين من مواصفات المعلمات المنفصلة بفاصلة، كل منها يتكون من نوع المعلمة واسمها الرسمي واختياريًا قيمة افتراضية لاستخدامها كلما لم يتم توفير أي منها. على عكس معظم اللغات الأخرى، يجب وضع علامة على معلمات الاستدعاء بالإشارة في كل من تعريف الوظيفة وموقع الاستدعاء، ويمكنك الاختيار بين refو out، حيث يسمح الأخير بتسليم متغير غير مهيأ سيكون له قيمة محددة عند الإرجاع. ^[77] بالإضافة إلى ذلك، يمكنك تحديد قائمة وسيطات ذات حجم متغير من خلال تطبيق الكلمة paramsالأساسية على المعلمة الأخيرة. ^[78] لا تتطلب أنواع معينة من الأساليب، مثل تلك التي تحصل ببساطة على قيمة حقل أو تحددها عن طريق إرجاعها أو تعيينها، توقيعًا كاملاً صريحًا، ولكن في الحالة العامة، يتضمن تعريف الفئة إعلان التوقيع الكامل لأساليبها. ^[79]

مثل لغة C++، وخلافًا للغة Java، يجب على مبرمجي لغة C# استخدام كلمة المفتاح الخاصة بتعديل النطاق virtualللسماح بتجاوز الأساليب بواسطة الفئات الفرعية. وخلافًا للغة C++، يجب عليك تحديد الكلمة المفتاحية صراحةً overrideعند القيام بذلك. ^[80] من المفترض أن يؤدي هذا إلى تجنب الارتباك بين تجاوز الوظيفة وتحميلها مرة أخرى (أي إخفاء التنفيذ السابق). للقيام بالتنفيذ الأخير، يجب عليك تحديد الكلمة newالمفتاحية. ^[81]

تسمح طرق التمديد في C# للمبرمجين باستخدام طرق ثابتة كما لو كانت طرقًا من جدول طرق فئة، مما يسمح للمبرمجين بإضافة طرق مثيل افتراضيًا إلى فئة يشعرون أنه يجب أن توجد على هذا النوع من الكائنات (ونسخ الفئات المشتقة ذات الصلة). ^{[16] : 103–105  [20] : 202–203}

يسمح النوع بربط الطريقة وقت التشغيل، مما يسمح باستدعاءات طريقة تشبه JavaScript وتكوين كائنdynamic وقت التشغيل . ^{[16] : 114–118}

يدعم C# مؤشرات الوظائف ذات النوع القوي عبر الكلمة الأساسية . ومثل إشارة C++ الزائفة و Slotdelegate في إطار عمل Qt ، فإن C# لديها دلالات خاصة تحيط بأحداث نمط النشر والاشتراك، على الرغم من أن C# تستخدم المندوبين للقيام بذلك.

توفر لغة C# synchronizedاستدعاءات طرق تشبه لغة Java، عبر السمة [MethodImpl(MethodImplOptions.Synchronized)]، ولديها دعم للأقفال المتبادلة الحصرية عبر الكلمة الأساسية lock.

تدعم لغة C# الفئات التي تحتوي على خصائص . يمكن أن تكون الخصائص عبارة عن وظائف وصول بسيطة مع حقل داعم، أو تنفيذ وظائف الحصول والتعيين التعسفية. الخاصية تكون للقراءة فقط إذا لم يكن هناك تعيين. وكما هو الحال مع الحقول، يمكن أن تكون هناك خصائص فئة ومثيل. يمكن أن تكون الطرق الأساسية عبارة عن virtualأو abstractمثل أي طريقة أخرى. ^[79]

منذ C# 3.0، أصبح السكر النحوي للخصائص التي يتم تنفيذها تلقائيًا متاحًا، ^[82] حيث يقوم كل من الوصول (المُحصل) والمُغير (المُضبط) بتغليف العمليات على سمة واحدة من فئة.

يوفر AC# namespaceنفس مستوى عزل الكود الموجود في Java packageأو C++ namespace، مع قواعد وميزات مشابهة جدًا لـ package. يمكن استيراد المساحات الأساسية باستخدام صيغة "using". ^[83]

في لغة سي شارب، لا يمكن استخدام مؤشرات عناوين الذاكرة إلا داخل الكتل التي تم وضع علامة عليها على أنها غير آمنة ، ^[84] وتحتاج البرامج التي تحتوي على أكواد غير آمنة إلى أذونات مناسبة للتشغيل. تتم معظم عمليات الوصول إلى الكائنات من خلال مراجع الكائنات الآمنة، والتي تشير دائمًا إما إلى كائن "حي" أو تحتوي على قيمة فارغة محددة جيدًا ؛ من المستحيل الحصول على مرجع إلى كائن "ميت" (كائن تم جمعه من سلة المهملات)، أو إلى كتلة عشوائية من الذاكرة. يمكن أن يشير المؤشر غير الآمن إلى مثيل لنوع قيمة غير مُدار لا يحتوي على أي مراجع لكائنات تخضع لجمع القمامة مثل مثيلات الفئة أو المصفوفات أو السلاسل. لا يزال بإمكان الكود الذي لم يتم وضع علامة عليه على أنه غير آمن تخزين المؤشرات ومعالجتها من خلال System.IntPtrالنوع، لكنه لا يستطيع إلغاء مرجعيتها.

لا يمكن تحرير الذاكرة المُدارة صراحةً؛ بل يتم جمعها تلقائيًا. يعالج جمع القمامة مشكلة تسرب الذاكرة من خلال تحرير المبرمج من المسؤولية عن تحرير الذاكرة التي لم تعد هناك حاجة إليها في معظم الحالات. لا يزال بإمكان الكود الذي يحتفظ بالمراجع إلى الكائنات لفترة أطول من المطلوب أن يواجه استخدامًا للذاكرة أعلى من اللازم، ومع ذلك بمجرد تحرير المرجع النهائي إلى الكائن، تصبح الذاكرة متاحة لجمع القمامة.

تتوفر مجموعة من الاستثناءات القياسية للمبرمجين. تطرح الأساليب في المكتبات القياسية استثناءات للنظام بشكل منتظم في بعض الظروف، ويتم توثيق مجموعة الاستثناءات المطروحة عادةً. يمكن تعريف فئات استثناء مخصصة للفئات مما يسمح بوضع المعالجة في مكانها لظروف معينة حسب الحاجة. ^[85]

الصيغة المستخدمة في التعامل مع الاستثناءات هي التالية:

حاول 
{ 
// شيء ما } catch ( Exception ex ) { // إذا حدث خطأ، فافعل هذا } finally { // يتم تنفيذه دائمًا، بغض النظر عن حدوث الخطأ }    

  

    



    

اعتمادًا على خططك، يمكن حذف الجزء "finally". إذا لم تكن معالجة الأخطاء مطلوبة، (Exception ex)فيمكن حذف المعلمة أيضًا. كما يمكن أن يكون هناك عدة أجزاء "catch" تتعامل مع أنواع مختلفة من الاستثناءات. ^[86]

لا توجد استثناءات تم التحقق منها في لغة C# (على النقيض من لغة Java). كان هذا قرارًا واعيًا استنادًا إلى قضايا قابلية التوسع وقابلية الإصدار. ^[87]

على عكس C++ ، لا تدعم C# الوراثة المتعددة ، على الرغم من أن الفئة يمكنها تنفيذ أي عدد من " الواجهات " (الفئات المجردة بالكامل). كان هذا قرار تصميم من قبل المهندس المعماري الرئيسي للغة لتجنب التعقيدات وتبسيط المتطلبات المعمارية في جميع أنحاء CLI.

عند تنفيذ واجهات متعددة تحتوي على طريقة بنفس الاسم وتأخذ معلمات من نفس النوع بنفس الترتيب (أي نفس التوقيع )، على غرار Java ، يسمح C# بطريقة واحدة لتغطية جميع الواجهات وطرق محددة لكل واجهة إذا لزم الأمر.

ومع ذلك، على عكس Java، يدعم C# التحميل الزائد للمشغل . ^[88]

تقدم لغة C# أيضًا التحميل الزائد للوظائف (المعروف أيضًا باسم تعدد الأشكال الارتجالي). ^[89]

منذ الإصدار 2.0، تقدم لغة C# تعدد الأشكال البارامترية ، أي الفئات ذات معلمات النوع التعسفية أو المقيدة، على سبيل المثال List<T>، مصفوفة ذات حجم متغير لا يمكن أن تحتوي إلا على عناصر من النوع T. هناك أنواع معينة من القيود التي يمكنك تحديدها لمعلمات النوع: يجب أن يكون من النوع X ( أو مشتق منه )، يجب أن ينفذ واجهة معينة، يجب أن يكون نوع مرجعي، يجب أن يكون نوع قيمة، يجب أن ينفذ منشئ عام بدون معلمات . يمكن دمج معظمها، ويمكنك تحديد أي عدد من الواجهات. ^{[90] [91]}

تتمتع لغة C# بالقدرة على الاستفادة من LINQ من خلال إطار عمل .NET. يمكن للمطور الاستعلام عن مجموعة متنوعة من مصادر البيانات، بشرط IEnumerable<T>تنفيذ الواجهة على الكائن. يتضمن ذلك مستندات XML ومجموعة بيانات ADO.NET وقواعد بيانات SQL. ^[92]

+ إن استخدام LINQ في C# يجلب مزايا مثل دعم IntelliSense ، وإمكانيات التصفية القوية، وسلامة النوع مع القدرة على التحقق من أخطاء التجميع، والاتساق في استعلام البيانات عبر مجموعة متنوعة من المصادر. ^[93] هناك العديد من هياكل اللغة المختلفة التي يمكن استخدامها مع C# وLINQ وهي تعبيرات الاستعلام، وتعبيرات lambda، والأنواع المجهولة، والمتغيرات المكتوبة ضمناً، وطرق التمديد، ومبدئي الكائنات. ^[94]

يحتوي LINQ على بنيتين لغويتين: بناء جملة الاستعلام وبناء جملة الطريقة. ومع ذلك، يقوم المترجم دائمًا بتحويل بناء جملة الاستعلام إلى بناء جملة الطريقة في وقت التجميع. ^[95]

باستخدام System.Linq ؛ 

var numbers = new int [] { 5 , 10 , 8 , 3 , 6 , 12 };            

// بناء جملة الاستعلام (SELECT num FROM numbers WHERE num % 2 = 0 ORDER BY num) 
var numQuery1 = from num in numbers where num % 2 == 0 orderby num select num ;  
           
             
         
         

// بناء جملة الطريقة 
var numQuery2 = أرقام . حيث ( num => num % 2 == 0 ) . OrderBy ( n => n );   
        
              
          

على الرغم من كونها لغة أمرية في المقام الأول، فإن لغة C# تضيف دائمًا ميزات وظيفية بمرور الوقت، ^{[96] [97]} على سبيل المثال:

• يعمل كمواطن من الدرجة الأولى – مندوبي C# 1.0 ^[98]
• الوظائف ذات الترتيب الأعلى – C# 1.0 مع المندوبين
• الوظائف المجهولة – مندوبي C# 2 المجهولين وتعبيرات lambdas C# 3 ^[99]
• الإغلاقات – لغة C# 2 مع المندوبين المجهولين ولغات C# 3 مع تعبيرات lambdas ^[99]
• الاستدلال على النوع – C# 3 مع المتغيرات المحلية المكتوبة ضمناً varوتعبيرات جديدة مكتوبة حسب النوع المستهدف في C# 9new()
• فهم القائمة – C# 3 LINQ
• المجموعات – .NET Framework 4.0 ولكنها أصبحت شائعة عندما قدمت C# 7.0 نوعًا جديدًا من المجموعات مع دعم اللغة ^[100]
• الوظائف المتداخلة – C# 7.0 ^[100]
• مطابقة الأنماط – C# 7.0 ^[100]
• عدم القدرة على التغيير – بنية القراءة فقط في C# 7.2 أنواع السجلات في C# 9 ^[101] ومعينات Init فقط ^[102]
• فئات النوع – أدوار/امتدادات C# 12 (قيد التطوير ^[103] )

تحتوي لغة C# على نظام نوع موحد . يُطلق على نظام النوع الموحد هذا اسم نظام النوع المشترك (CTS). ^{[104] : الجزء 2، الفصل 4: نظام النوع}

يتضمن نظام النوع الموحد أن جميع الأنواع، بما في ذلك الأنواع البدائية مثل الأعداد الصحيحة، هي فئات فرعية من الفئة. على سبيل المثال، يرث كل نوع طريقة. System.ObjectToString()

يقسم CTS أنواع البيانات إلى فئتين: ^[104]

1. أنواع المراجع
2. أنواع القيمة

لا تحتوي مثيلات أنواع القيمة على هوية مرجعية ولا دلالات مقارنة مرجعية. تقارن مقارنات المساواة وعدم المساواة لأنواع القيمة قيم البيانات الفعلية داخل المثيلات، ما لم يتم تحميل المشغلات المقابلة بشكل زائد. يتم اشتقاق أنواع القيمة من ، ولها دائمًا قيمة افتراضية، ويمكن إنشاؤها ونسخها دائمًا. بعض القيود الأخرى على أنواع القيمة هي أنها لا يمكن أن تشتق من بعضها البعض (ولكن يمكنها تنفيذ واجهات) ولا يمكن أن يكون لها منشئ افتراضي صريح (بدون معلمات) لأنها تحتوي بالفعل على منشئ ضمني يقوم بتهيئة جميع البيانات المضمنة إلى القيمة الافتراضية المعتمدة على النوع (0 أو null أو ما شابه). أمثلة على أنواع القيمة هي جميع الأنواع البدائية، مثل (عدد صحيح موقّع مكون من 32 بت)، (رقم IEEE ذي الفاصلة العائمة مكون من 32 بت)، (وحدة رمز Unicode مكونة من 16 بت)، (أرقام ذات فاصلة ثابتة مفيدة للتعامل مع مبالغ العملة)، و (تحدد نقطة زمنية محددة بدقة نانوثانية). أمثلة أخرى هي (التعدادات) و (الهياكل المحددة من قبل المستخدم). System.ValueTypeintfloatchardecimalSystem.DateTimeenumstruct

على النقيض من ذلك، تحمل أنواع المرجع مفهوم الهوية المرجعية، مما يعني أن كل مثيل لنوع مرجعي مميز بطبيعته عن أي مثيل آخر، حتى لو كانت البيانات داخل كلا المثيلين هي نفسها. ينعكس هذا في مقارنات المساواة وعدم المساواة الافتراضية لأنواع المرجع، والتي تختبر المساواة المرجعية بدلاً من المساواة البنيوية، ما لم يتم تحميل المشغلات المقابلة بشكل زائد (مثل حالة ). بعض العمليات ليست ممكنة دائمًا، مثل إنشاء مثيل لنوع مرجعي، أو نسخ مثيل موجود، أو إجراء مقارنة قيمة على مثيلين موجودين. ومع ذلك، يمكن لأنواع مرجعية محددة توفير مثل هذه الخدمات من خلال الكشف عن منشئ عام أو تنفيذ واجهة مقابلة (مثل أو ). أمثلة على أنواع المرجع هي (الفئة الأساسية النهائية لجميع فئات C# الأخرى)، (سلسلة من أحرف Unicode)، و (فئة أساسية لجميع مصفوفات C#). System.StringICloneableIComparableobjectSystem.StringSystem.Array

يمكن توسيع كلا الفئتين من النوع باستخدام أنواع محددة من قبل المستخدم.

الملاكمة هي عملية تحويل كائن من نوع القيمة إلى قيمة من نوع مرجعي مماثل. ^[104] الملاكمة في C# ضمنية.

إن فك الصندوق هو عملية تحويل قيمة من نوع مرجعي (مُحاطة بصندوق سابقًا) إلى قيمة من نوع قيمة. ^{[104] يتطلب فك الصندوق في لغة C#} تحويل نوع صريح . لا يمكن فك صندوق كائن مُحاط بصندوق من النوع T إلا إلى T (أو T قابل للعدم). ^[105]

مثال:

int foo = 42 ; // نوع القيمة. object bar = foo ; // foo محصور في bar. int foo2 = ( int ) bar ; // غير محصور في bar مرة أخرى إلى نوع القيمة.            
        
     

تحدد مواصفات C# مجموعة دنيا من الأنواع ومكتبات الفئات التي يتوقع المترجم توفرها. في الممارسة العملية، تُستخدم C# غالبًا مع بعض تطبيقات البنية الأساسية للغة المشتركة (CLI)، والتي تم توحيدها باعتبارها البنية الأساسية للغة المشتركة (CLI) وفقًا لمعيار ECMA-335 .

بالإضافة إلى مواصفات CLI القياسية، هناك العديد من المكتبات التجارية والمجتمعية التي تعتمد على مكتبات إطار عمل .NET لتوفير وظائف إضافية. ^[106]

يمكن لـ C# إجراء مكالمات إلى أي مكتبة مدرجة في قائمة مكتبات وإطارات عمل .NET .

فيما يلي برنامج C# بسيط للغاية، وهو نسخة من مثال " Hello world " الكلاسيكي باستخدام ميزة العبارات ذات المستوى الأعلى المقدمة في C# 9: ^[107]

استخدام النظام ؛ 

وحدة التحكم .WriteLine ( "مرحبا بالعالم!" );

بالنسبة للكود المكتوب بصيغة C# 8 أو أقل، يجب كتابة منطق نقطة الدخول للبرنامج في طريقة Main داخل نوع:

استخدام النظام ؛ 

class Program { static void Main () { Console .WriteLine ( " مرحبا بالعالم !" ); } } 

      
    
        
    

سيعرض هذا الكود النص التالي في نافذة وحدة التحكم:

مرحبا بالعالم!

كل سطر له غرض:

استخدام النظام ؛ 

يقوم السطر أعلاه باستيراد جميع الأنواع الموجودة في Systemمساحة الأسماء. على سبيل المثال، Consoleيتم تعريف الفئة المستخدمة لاحقًا في الكود المصدري في Systemمساحة الأسماء، مما يعني أنه يمكن استخدامها دون توفير الاسم الكامل للنوع (الذي يتضمن مساحة الأسماء).

// نسخة من برنامج "Hello World" الكلاسيكي

هذا السطر عبارة عن تعليق؛ فهو يصف ويوثق الكود للمبرمجين.

برنامج الصف 

ما ورد أعلاه هو تعريف للفئة .Program كل ما يلي بين زوج الأقواس يصف تلك الفئة.

{ 
... }    

تحدد الأقواس المتعرجة حدود كتلة التعليمات البرمجية. في هذه الحالة الأولى، تحدد بداية ونهاية الفصل Program.

ثابت void Main ()  

يعلن هذا عن طريقة عضو الفئة حيث يبدأ البرنامج في التنفيذ. يستدعي وقت تشغيل .NET Mainالطريقة. على عكس Java ، Mainلا تحتاج الطريقة publicإلى الكلمة الأساسية، والتي تخبر المترجم أنه يمكن استدعاء الطريقة من أي مكان بواسطة أي فئة. ^[108] الكتابة تعادل الكتابة . تجعل الكلمة الأساسية static الطريقة قابلة للوصول بدون مثيل لـ . يجب إعلان نقطة دخول كل تطبيق وحدة تحكم وإلا سيتطلب البرنامج مثيلًا لـ ، ولكن أي مثيل سيتطلب برنامجًا. لتجنب هذا التبعية الدائرية غير القابلة للحل ، تقوم مُجمِّعات C# التي تعالج تطبيقات وحدة التحكم (مثل تلك المذكورة أعلاه) بالإبلاغ عن خطأ إذا لم تكن هناك طريقة. تعلن الكلمة الأساسية أن ليس لها قيمة إرجاع . (لاحظ، مع ذلك، أنه يمكن كتابة البرامج القصيرة باستخدام عبارات المستوى الأعلى المقدمة في C# 9، كما ذكرنا سابقًا.) static void Main(string[] args)private static void Main(string[] args)ProgramMainstaticProgramstatic MainvoidMain

وحدة التحكم .WriteLine ( "مرحبا بالعالم!" );

يكتب هذا السطر الناتج. Consoleوهو عبارة عن فئة ثابتة في Systemمساحة الاسم. ويوفر واجهة للإدخال/الإخراج القياسيين ، وتدفقات الأخطاء لتطبيقات وحدة التحكم. يستدعي البرنامج Consoleالطريقة WriteLine، والتي تعرض على وحدة التحكم سطرًا يحتوي على الوسيطة، السلسلة "Hello, world!".

مع .NET 2.0 وC# 2.0، حصل المجتمع على مجموعات أكثر مرونة من تلك الموجودة في .NET 1.x. وفي غياب العناصر العامة، كان على المطورين استخدام مجموعات مثل ArrayList لتخزين العناصر ككائنات من نوع غير محدد، وهو ما تسبب في زيادة تكلفة الأداء عند وضع العناصر المضمنة في صناديق/إخراجها من الصناديق/فحص النوع.

لقد قدمت Generics ميزة جديدة ضخمة في .NET سمحت للمطورين بإنشاء هياكل بيانات آمنة للنوع. يعد هذا التحول مهمًا بشكل خاص في سياق تحويل الأنظمة القديمة، حيث يمكن أن يؤدي التحديث إلى Generics إلى تحسين الأداء وقابلية الصيانة بشكل كبير من خلال استبدال هياكل البيانات القديمة ببدائل أكثر كفاءة وآمنة للنوع. ^[109]

مثال

public class DataStore < T > { private T [] items = new T [ 10 ]; private int count = 0 ;  

         
        

    public void Add ( T item ) { items [ count ++ ] = item ; }   
    
          
    

    public T Get ( int index ) { إرجاع العناصر [ الفهرس ]؛ } }   
    
         
    

في أغسطس 2001، شاركت مايكروسوفت وهيوليت باكارد وإنتل في رعاية تقديم المواصفات الخاصة بلغة سي شارب والبنية الأساسية للغة المشتركة (CLI) إلى منظمة المعايير إيكما إنترناشيونال . في ديسمبر 2001، أصدرت إيكما مواصفات لغة سي شارب ECMA-334 . أصبحت سي شارب معيارًا من معايير ISO / IEC في عام 2003 (ISO/IEC 23270:2003 - تكنولوجيا المعلومات - لغات البرمجة - سي شارب ). كانت إيكما قد اعتمدت مواصفات مكافئة في السابق باعتبارها الإصدار الثاني من سي شارب، في ديسمبر 2002. في يونيو 2005، وافقت إيكما على الإصدار 3 من مواصفات سي شارب، وقامت بتحديث إيكما-334. تضمنت الإضافات فئات جزئية، وطرق مجهولة، وأنواع قابلة للإلغاء، وكائنات عامة (مشابهة إلى حد ما لقوالب سي شارب ). في يوليو 2005، قدمت ECMA المعايير والتقارير الفنية ذات الصلة إلى ISO/IEC JTC 1/SC 22، من خلال عملية Fast-Track التابعة لهذه اللجنة. تستغرق هذه العملية عادة من 6 إلى 9 أشهر.

تم توحيد تعريف لغة C# و CLI بموجب معايير ISO / IEC و Ecma التي توفر حماية ترخيص معقولة وغير تمييزية من مطالبات براءات الاختراع.

وافقت مايكروسوفت في البداية على عدم مقاضاة مطوري البرامج مفتوحة المصدر لانتهاك براءات الاختراع في المشاريع غير الربحية للجزء من الإطار الذي يغطيه وعد المواصفات المفتوحة . ^[110] كما وافقت مايكروسوفت على عدم فرض براءات الاختراع المتعلقة بمنتجات Novell ضد عملاء Novell الدافعين ^[111] باستثناء قائمة المنتجات التي لا تذكر صراحةً C# أو .NET أو تنفيذ Novell لـ .NET ( مشروع Mono ). ^[112] ومع ذلك، أكدت Novell أن Mono لا ينتهك أي براءات اختراع لـ Microsoft. ^[113] كما أبرمت Microsoft اتفاقية محددة بعدم فرض حقوق براءات الاختراع المتعلقة بمكون متصفح Moonlight ، والذي يعتمد على Mono، شريطة الحصول عليه من خلال Novell. ^[114]

بعد عقد من الزمان، بدأت شركة Microsoft في تطوير أدوات مجانية ومفتوحة المصدر ومتعددة المنصات للغة C#، وهي Visual Studio Code و. NET Core و Roslyn . انضم Mono إلى Microsoft كمشروع لشركة Xamarin ، وهي شركة تابعة لشركة Microsoft.

طورت شركة مايكروسوفت مُجمِّعات وأدوات مرجعية مفتوحة المصدر للغة سي شارب. يقوم المُجمِّع الأول، روزلين ، بالتجميع إلى لغة وسيطة (IL)، والمُجمِّع الثاني، ريوجيت، ^[115] هو مُجمِّع JIT (في الوقت المناسب)، وهو ديناميكي ويقوم بالتحسين الفوري ويُجمِّع لغة الوسيطة إلى كود أصلي للواجهة الأمامية لوحدة المعالجة المركزية. ^[116] ريوجيت مفتوح المصدر ومكتوب بلغة سي++. ^[117] روزلين مكتوب بالكامل بالكود المُدار (سي شارب)، وقد تم فتحه وظهرت وظائفه كواجهات برمجة تطبيقات. وبالتالي فهو يُمكِّن المطورين من إنشاء أدوات إعادة الهيكلة والتشخيص. ^{[4] [118]} فرعان من التنفيذ الرسمي هما .NET Framework (مغلق المصدر، يعمل بنظام التشغيل Windows فقط) و.NET Core (مفتوح المصدر، ومتعدد المنصات)؛ وقد اندمجا في النهاية في تنفيذ مفتوح المصدر واحد: .NET 5.0. ^[119] في .NET Framework 4.6، تم استبدال المترجم JIT الجديد بالمترجم السابق. ^{[115] [120]}

مُجمِّعات C# الأخرى (بعضها يتضمن تنفيذًا للبنية الأساسية للغة المشتركة ومكتبات فئة .NET):

• Mono ، وهو مشروع ترعاه شركة Microsoft، يوفر مُجمِّع C# مفتوح المصدر، وتنفيذًا مفتوح المصدر كاملًا لـ CLI (بما في ذلك مكتبات الإطار المطلوبة كما تظهر في مواصفات ECMA)، وتنفيذًا شبه كامل لمكتبات فئة NET حتى .NET Framework 3.5.
• تتضمن سلسلة أدوات Elements من RemObjects RemObjects C#، الذي يقوم بتجميع كود C# إلى Common Intermediate Language و Java bytecode و Cocoa و Android bytecode و WebAssembly ورمز الجهاز الأصلي لأنظمة Windows وmacOS وLinux في .NET.
• كما قدم مشروع DotGNU (الذي توقف الآن) مُجمِّع C# مفتوح المصدر، وتنفيذًا شبه كامل للبنية الأساسية للغة المشتركة بما في ذلك مكتبات الإطار المطلوبة كما تظهر في مواصفات ECMA، ومجموعة فرعية من بعض مكتبات فئة .NET المملوكة لشركة Microsoft المتبقية حتى .NET 2.0 (تلك التي لم يتم توثيقها أو تضمينها في مواصفات ECMA، ولكنها مضمنة في توزيع .NET Framework القياسي من Microsoft).

يستخدم محرك الألعاب Unity لغة C# كلغة برمجة أساسية. وقد نفذ محرك الألعاب Godot وحدة اختيارية بلغة C# بفضل تبرع بقيمة 24000 دولار من Microsoft. ^[121]