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C#语言规范

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ContentsContents
 C# 6.0 草稿规范
 介绍
 词法结构
 基本概念
 类型
 变量
 转换
 表达式
 语句
 命名空间
 类
 结构
 数组
 接口
 枚举
 委托
 异常
 特性
 不安全代码
 文档注释

介绍

2020/5/28 • • Edit Online

Hello world

using System;

class Hello

{

static void Main() {

Console.WriteLine("Hello, World");

}

csc hello.cs

Hello, World

C#（读作“See Sharp”）是一种简单易用的新式编程语言，不仅面向对象，还类型安全。 C#具有 C 语言系列中的根，并

将对 C、 C++和 Java 程序员立即熟悉。 C#由 ECMA 国际标准化为

ecma-334ecma-334

标准，并按 iso/Iec （

iso/iec 23270iso/iec 23270

标

准）标准化。 Microsoft 的C# .NET Framework 编译器是这两个标准的一致性实现。

C# 是一种面向对象的语言。不仅如此，C# 还进一步支持

面向面向组组件的件的

编程。当代软件设计越来越依赖采用自描述的

独立功能包形式的软件组件。此类组件的关键特征包括：为编程模型提供属性、方法和事件；包含提供组件声明性信

息的特性；包含自己的文档。 C#提供语言构造以直接支持这些概念，并C#使用一种非常自然的语言来创建和使用软

件组件。

多项 C# 功能有助于构造可靠耐用的应用程序：

垃圾回收垃圾回收

自动回收未使用的对象占用的内存;

异常异常处处理理

提供了一种

结构化的可扩展方法用于错误检测和恢复;而且，语言的

类类型安全型安全

设计使得不可能从未初始化的变量中进行读取，将

数组索引在其边界之外，或者执行未检查的类型转换。

C# 采用

统统一的一的类类型系型系统统

。所有 C# 类型（包括 int 和 double 等基元类型）均继承自一个根 object 类型。因此，

所有类型共用一组通用运算，任何类型的值都可以一致地进行存储、传输和处理。此外，C# 还支持用户定义的引用

类型和值类型，从而支持对象动态分配以及轻量级结构的内嵌式存储。

为了确保程序C#和库能够以兼容的方式在一段时间内演化，重点在于设计中C#的

版本控制版本控制

。许多编程语言很少关

注这个问题，因此，当引入新版依赖库时，用这些语言编写的程序会出现更多不必要的中断现象。由版本C#控制注

意事项直接影响的设计方面包括单独 virtual 的和 override 修饰符、方法重载决策的规则以及对显式接口成员声明

的支持。

本章的其余部分介绍了该C#语言的重要功能。尽管后面的章节介绍了以详细的方式（有时也是数学方式）的规则和

例外，但本章采用的是以完整性为代价来提高清晰度和简洁性。目的是为读者提供一篇有助于编写早期程序和阅读

后续章节的语言。

“Hello, World”程序历来都用于介绍编程语言。下面展示了此程序的 C# 代码：

C# 源文件的文件扩展名通常为 .cs 。假设 "Hello，World" 程序存储在文件 hello.cs 中，则可以使用命令行通过

Microsoft C#编译器编译该程序

这会生成一个名为 hello.exe 的可执行程序集。此应用程序在运行时生成的输出为

程序结构

using System;

namespace Acme.Collections

{

public class Stack

{

Entry top;

public void Push(object data) {

top = new Entry(top, data);

}

public object Pop() {

if (top == null) throw new InvalidOperationException();

object result = top.data;

top = top.next;

return result;

}

class Entry

{

public Entry next;

public object data;

public Entry(Entry next, object data) {

this.next = next;

this.data = data;

}

“Hello, World”程序始于引用 System 命名空间的 using 指令。命名空间提供了一种用于组织 C# 程序和库的分层

方法。命名空间包含类型和其他命名空间。例如， System 命名空间包含许多类型（如程序中引用的 Console 类）和

其他许多命名空间（如 IO 和 Collections ）。借助引用给定命名空间的 using 指令，可以非限定的方式使用作为

相应命名空间成员的类型。由于使用 using 指令，因此程序可以使用 Console.WriteLine 作为

System.Console.WriteLine 的简写。

“Hello, World”程序声明的 Hello 类只有一个成员，即 Main 方法。方法 Main 是 static 通过修饰符声明的。实例

方法可以使用关键字 this 引用特定的封闭对象实例，而静态方法则可以在不引用特定对象的情况下运行。按照约

定， Main 静态方法是程序的入口点。

程序的输出是由 System 命名空间中 Console 类的 WriteLine 方法生成。此类由 .NET Framework 类库提供，默认

情况下，由 Microsoft C#编译器自动引用。请注意C# ，自身没有单独的运行时库。相反，.NET Framework 是的C#运

行时库。

C# 中的关键组织结构概念包括

程序程序

、

命名空命名空间间

、

类类型型

、

成成员员

和

程序集程序集

。 C# 程序由一个或多个源文件组成。程序声

明类型，而类型则包含成员，并被整理到命名空间中。类型示例包括类和接口。成员示例包括字段、方法、属性和事

件。编译完的 C# 程序实际上会打包到程序集中。程序集通常具有文件扩展名 .exe 或 .dll ，具体取决于它们是否

实现

应应用程序用程序

或

库库

。

示例

在名 Stack Acme.Collections 为的命名空间中声明一个名为的类。此类的完全限定的名称为

Acme.Collections.Stack 。此类包含多个成员：一个 top 字段、两个方法（ Push 和 Pop ）和一个 Entry 嵌套类。

Entry 类还包含三个成员：一个 next 字段、一个 data 字段和一个构造函数。假定示例的源代码存储在 acme.cs

文件中，以下命令行

csc /t:library acme.cs

using System;

using Acme.Collections;

class Test

{

static void Main() {

Stack s = new Stack();

s.Push(1);

s.Push(10);

s.Push(100);

Console.WriteLine(s.Pop());

}

csc /r:acme.dll test.cs

100

类型和变量

将示例编译成库（不含 Main 入口点的代码），并生成 acme.dll 程序集。

程序集包含

中中间语间语言言

（IL）指令形式的可执行代码和

元数据元数据

形式的符号信息。执行前，程序集中的 IL 代码会被 .NET

公共语言运行时的实时 (JIT) 编译器自动转换成处理器专属代码。

由于程序集是包含代码和元数据的自描述功能单元，因此无需在 C# 中使用 #include 指令和头文件。只需在编译

程序时引用特定的程序集，即可在 C# 程序中使用此程序集中包含的公共类型和成员。例如，此程序使用 acme.dll

程序集中的 Acme.Collections.Stack 类：

如果程序 test.cs 存储在文件中，则编译时 test.cs ， acme.dll 可以使用编译器的 /r 选项来引用程序集：

这会创建 test.exe 可执行程序集，它将在运行时输出以下内容：

使用 C#，可以将程序的源文本存储在多个源文件中。编译多文件 C# 程序时，可以将所有源文件一起处理，并且源

文件可以随意相互引用。从概念上讲，就像是所有源文件在处理前被集中到一个大文件中一样。在 C# 中，永远都不

需要使用前向声明，因为声明顺序无关紧要（除了极少数的例外情况）。 C# 并不限制源文件只能声明一种公共类型，

也不要求源文件的文件名必须与其中声明的类型相匹配。

C# 有两种类型：

值类值类型型

和

引用引用类类型型

。值类型的变量直接包含数据，而引用类型的变量则存储对数据（称为“对象”）的

引用。对于引用类型，两个变量可以引用同一对象；因此，对一个变量执行的运算可能会影响另一个变量引用的对

象。借助值类型，每个变量都有自己的数据副本；因此，对一个变量执行的运算不会影响另一个变量（ ref 和 out

参数变量除外）。

C#的值类型进一步划分为

简单类简单类型型

、

枚枚举类举类型型

、

结结构构类类型型

和

可以可以为为 null null 的的类类型型

， C#并且的引用类型进一步分

为

类类类类型型

、

接口接口类类型型

、

数数组类组类型型

和

委托委托类类型型

。

下表提供了C#的类型系统概述。

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