C Sharp

Všechny hodnotové datové typy jsou na rozdíl od odkazových typů alokované na zásobníku a to z výkonnostních důvodů. Hodnotové datové typy můžeme rozdělit do tří částí

• Primitivní datové typy – Sem patří celočíselné primitivní datové typy (Byte, Integer, Char, …) a reálné primitivní datové typy reprezentující reálná čísla (float, double, decimal)
• Struktury – Jedná se o uživatelsky definované datové typy. Na první pohled připomínají třídy, ale nemohou dědit ani být děděny.
• Výčtové typy – Pojetí výčtů je například oproti Javě značně zjednodušené. V C# je výčet pouze množina předem definovaných hodnot (např. Výčet DnyVTydnu s hodnotami pondělí, úterý, …) bez možnosti definovat si uvnitř výčtu metody nebo atributy, indexery nebo implementovat rozhraní.

Referenční typy neuchovávají na rozdíl od typů hodnotových pouze hodnotu samotnou, ale odkaz na místo v paměti, kde je požadovaná instance uložena. Všechny odkazové typy jsou alokovány na haldě.

První verze vydaná v roce 2002 společně s .NET Frameworkem 1.0 obsahovala základní podporu objektového programování, ve které vycházela z jazyka C++ a zkušeností s jejich aktualizací v jazyce Java.

Na další verzi se čekalo až do konce roku 2005. Mezi její nové vlastnosti patří:

• Nativní podpora generik vycházející z podpory na úrovni CLI.
• Částečné a statické třídy.
• Iterátory.
• Anonymní metody pro pohodlnější užívání delegátů (odkazů na metody).
• Nullovatelné hodnotové typy a operátor koalescence.

Generika, neboli parametrizované typy, neboli parametrický polymorfizmus, je podporována od C# 2.0. Na rozdíl od C++ šablon jsou .NET parametrizované typy instanciovány za běhu, a ne při kompilaci. Proto mohou být použity i v jiném jazyce, než byly napsány. Podporují některé funkce, jež nejsou podporovány přímo v C++ šablonách, např. typové omezení na generických parametrech v rozhraní. Na druhou stranu, C# nepodporuje netypové generické parametry. Na rozdíl od generik v jazyce Java .NET generika používá zhmotnění parametrizovaných objektů první třídy v CLI Virtual Machine, které umožňuje optimalizace a zachování druhu informací.

Částečné třídy umožňují vytvoření třídy, která má být rozdělena mezi několik souborů, přičemž každý soubor obsahuje jeden nebo více členů třídy. Toto se používá hlavně v případě, že některé části třídy jsou generovány automaticky, zatímco jiné jsou psané programátorem. Například tuto funkci používá Visual Studio pro generování kódu při vytváření uživatelského rozhraní v návrháři.

file1.cs:

public partial class MyClass
{
    public void MyMethod1()
    {
        // Kód psaný programátorem
    }
}

file2.cs:

public partial class MyClass
{
    public void MyMethod2()
    {
        // Automaticky generovaný kód
    }
}

Statické třídy jsou třídy, které nemohou být instanciovány, nemůže se z nich dědit a mohou mít pouze statické členy. Jejich účel je obdobný jako moduly v mnoha procedurálních jazycích.

Nová forma iterátoru poskytující funkčnost generátoru používá konstrukci yield return, podobnou konstrukci yield v jazyce Python.

// Metoda, která vezme iterovatelný vstup (například pole)
// a vrátí všechna sudá čísla.
public static IEnumerable<int> GetEven(IEnumerable<int> numbers)
{
    foreach (int i in numbers)
    {
        if (i % 2 == 0) yield return i;
    }
}

Jako předchůdce lambda funkcí představených v C# 3.0 jsou do C# 2.0 přidány anonymní delegáti. Zavádějí funkčnost uzávěrů do C#.[2] Kód uvnitř těla anonymního delegátu má plný přístup k lokálním proměnným, parametrům metody a instancím tříd, kromě out a ref parametrů. Například:

int SumOfArrayElements(int[] array)
{
    int sum = 0;
    Array.ForEach(
        array,
        delegate(int x)
        {
            sum += x;
        }
    );
    return sum;
}

Například:

string status = string.Empty;

public string Status
{
    get { return status; }             // kdokoliv může číst vlastnost,
    protected set { status = value; }  // ale pouze potomci ji mohou zapisovat
}

Nullovatelné typy (označené otazníkem, např. int? i = null) přidávají hodnotu null do množiny povolených hodnot pro jakýkoliv datový typ.

Operátor ?? je nazýván operátorem koalescence a je používán pro definování implicitní hodnoty nullovatelných typů a stejně tak i referenčních typů. Operátor vrací levý operand, pokud není jeho hodnota rovna null. V opačném případě vrací pravý operand.[3]

object nullObj = null;
object obj = new Object();
return nullObj ?? obj; // vrací obj

Primárně se tento operátor používá k přiřazení hodnoty nullovatelného typu do nenullovatelné proměnné:

int? i = null;
int j = i ?? 0; // Jestliže i není null, nastav j na i. Jinak (pokud i je null), nastav j na 0.

Vyšel na konci roku 2007 společně s .NET Frameworkem 3.5 a Visual Studiem 2008. Obsahuje poměrně revoluční změny, které však nevyžadují změnu podkladového IL, takže aplikace v něm psané půjdou spouštět i na počítačích vybavených toliko druhým Frameworkem, ponesou-li si s sebou patřičné knihovny.

Language Integrated Query, tedy integrovaný dotazovací jazyk přináší nový způsob pro dotazování nad jakýmikoliv daty, usnadňuje jejich tvorbu, třídění a vyhledávání v nich. LINQ to Objects umožňuje dotazování nad normálními objekty (respektive jejich kolekcemi), LINQ to SQL přináší nový způsob pro práci s databázemi a LINQ to XML umožňuje pracovat s XML soubory. Následující příklad ukazuje dotaz LINQ který nám ze zdrojového pole vrátí druhé mocniny všech lichých čísel a výsledky seřadí sestupně. Všimněte si podobnosti se syntaxí SQL.

int[] myArray = { 1, 5, 2, 10, 7 };
 
IEnumerable<int> query = from x in myArray //Požadujeme všechny elementy z pole myArray,
                         where x % 2 == 1//kde zbytek po celočíselném dělení (modulo) je roven 1
                         orderby x descending//výsledek požadujeme seřazen sestupně
                         select x * x;//a vrácená čísla umocníme na druhou
// Výsledek : 49, 25, 1

Pomocí lambda výrazů, jež si berou inspiraci z funkcionálního programování, je možné tvořit anonymní metody, které obsahují jeden výraz nebo několik příkazů a použít je v situaci, kdy je očekávána instance delegáta. Pro potřebu lambda výrazů byl do C# 3.0 uveden nový operátor =>. Ten se nazývá „přechází v“.

V C# 2.0 bychom vyhledávání prvků v seznamu pomocí anonymní metody napsali například takto:

List<int> poleCisel = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5 };
List<int> vysledek = poleCisel.FindAll(delegate(int i)
{
     return i < 4;
});

A ta samá funkčnost napsaná pomocí lambda výrazu v C# 3.0:

List<int> poleCisel = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5 };
List<int> vysledek = polecisel.FindAll(i => i < 4);

Všimněte si, že se neuvádějí typy argumentů (tedy že i je Integer), ale podobně jako u klíčového slova var je typ argumentu odvozen v době kompilace (tedy ne za běhu, takže je stále dodržena typová bezpečnost) z kontextu.

Obecně tedy lambda výraz zapisujeme jako (vstupní argumenty) => výraz.

Zakaznik z = new Zakaznik();
z.Jmeno = "Petr";

Můžeme zkráceně zapsat jako:

Zakaznik z = new Zakaznik { Jmeno="Petr" };

Zápis inicializace kolekcí pak můžeme také zkrátit z původního

MujSeznam seznam = new MujSeznam();
seznam.Add(1);
seznam.Add(2);

na zkrácené:

MujSeznam seznam = new MujSeznam { 1, 2 };

Za předpokladu, že naše třída MujSeznam implementuje rozhraní System.Collections.IEnumerable a má veřejnou metodu Add.

Pomocí rozšiřujících metod můžeme vyvolat dojem, že třída má metody, které jsou ve skutečnosti zapsány mimo tuto třídu. Rozšiřující metody jsou ve skutečnosti statické metody, které se dají volat jako metody instance. Následující příkaz ukazuje, jak můžeme rozšířit třídu string o novou metodu, kterou deklarujeme v oddělené třídě StringExtensions. Na jakékoliv instanci třídy string poté můžeme volat naši novou metodu.

public static class StringExtensions
{
    public static string Left(this string s, int n)
    {
        return s.Substring(0, n);
    }
}

string s = "foo";
s.Left(3); // Stejné jako StringExtensions.Left(s, 3);

Dictionary<string, List<float>> x = new Dictionary<string, List<float>>();

Můžeme nyní zapsat jako

var x = new Dictionary<string, List<float>>();

Typ proměnné x bude určen podle pravé strany výrazu a to již v době překladu. To není jen zkrácení zápisu pro inicializaci proměnných, ale jde o formu zápisu, která se používá při deklaraci proměnných anonymních typů.

Expression Trees, neboli Výrazové stromy umožňují pracovat s kódem nejen jako se spustitelnými příkazy, ale také jako s daty. Můžeme tedy v aplikaci vytvořit stromovou strukturu reprezentující kód. U té pak můžeme sledovat její veřejné vlastnosti a na základě toho ji analyzovat, zjistit všechny potřebné informace, popřípadě ji optimalizovat. V případě potřeby ji můžeme dále zkompilovat do spustitelné podoby pomocí metody compile.

Anonymní třídy umožňující např. rychlé vytvoření objektů přenášejících informace vyžádané z databáze přes LINQ.

Tato verze vyšla v dubnu 2010. Nová verze se zaměřuje hlavně na spolupráci s dynamickými aspekty programování a frameworky, jako například DLR a COM. Mezi další novinky patří:

• Kovariance a kontravariance
• Volitelné parametry a pojmenované parametry
• Dynamicky typované objekty

Verze 5.0 byla uvedena v srpnu 2012 společně s .NET Framework 4.5 a vývojovým prostředím Visual Studio 2012 (případně Mono 3.0. Novinkou v této verzi je podpora asynchronního programování přidáním klíčových slov async a await. Další novinkou jsou Caller Information atributy pro jednodušší zjištění informací o volající metodě.[4]

Také došlo k několika zpětně nekompatibilním změnám (breaking changes). Poměrně výrazná změna nastává při zachycení iterační proměnné cyklu foreach v anonymních metodách. Před verzí C# 5.0 byla iterační proměnná umístěna vně cyklu a byla použita pro všechny iterace. Od verze C# 5.0 je iterační proměnná uvnitř cyklu a je v každé iteraci čerstvou proměnnou.

Další změnou je změna pořadí vyhodnocení parametrů metod při použití pojmenovaných parametrů. V předchozí verzi jazyka byly nejprve vyhodnoceny pojmenované parametry a teprve poté ostatní parametry. Od verze C# 5.0 jsou všechny parametry vyhodnocovány zleva doprava v pořadí v jakém jsou uvedeny.