C# 编程指南:历史和发展

C#语言的发展一直致力于提高编程效率、代码质量和性能,同时引入了许多新的语言特性和技术,以满足不断变化的开发需求。微软持续推动C#语言的发展,并利用.NET平台提供了广泛的类库和工具,让开发者能够更轻松地构建各种类型的应用程序。

部分
1
1999年:开始

C#的开发始于1999年,由微软公司的一支团队负责。这个团队的目标是设计一种现代、简单、安全和可靠的编程语言,以满足在.NET Framework上构建应用程序的需求。

部分
2
2002年:C# 1.0

回想起来,和 Visual Studio .NET 2002 一起发布的 C# 版本 1.0 非常像 Java。 作为 ECMA 既定设计目标的一部分,其目标是成为一种“简单、现代、通用的面向对象的语言”。当时,看起来像 Java 意味着它实现了早期的设计目标。 不过如果现在回顾 C# 1.0,你会觉得有点晕。 它没有习以为常的内置异步功能和以泛型为中心的巧妙功能。 其实它完全不具备泛型。 那 LINQ 呢? 尚不可用。 这些新增内容需要几年才能推出。 与现在的 C# 相比,C# 1.0 版少了很多功能。 你会发现自己的代码很冗长。 不过凡事总要有个开始。 在 Windows 平台上,C# 1.0 版是 Java 的一个可行的替代之选。

特性
结构
接口
事件
属性
委托
运算符和表达式
语句
特性
部分
3
2003年:C# 1.2

随 Visual Studio .NET 2003 一起提供的 C# 版本 1.2。 它对语言做了一些小改进。 最值得注意的是,从此版本开始,当 IEnumerator 实现 IDisposable 时,foreach 循环中生成的代码会在 IEnumerator 上调用 Dispose。

部分
4
2005年:C# 2.0

虽然 C# 一开始是通用的面向对象 (OO) 语言,但 C# 2.0 版很快改变了这一点。 通过泛型,类型和方法可以操作任意类型,同时保持类型安全性。 例如,通过 List<T>,将获得 List<string> 或 List<int> 并且可以对这些字符串或整数执行类型安全操作,同时对其进行循环访问。 使用泛型优于创建派生自 ArrayList 的 ListInt 类型,也优于从每个操作的 Object 强制转换。 C# 2.0 版引入了迭代器。 简单来说,迭代器允许使用 foreach 循环来检查 List(或其他可枚举类型)中的所有项。 拥有迭代器是该语言最重要的一部分,显著提升了语言的可读性以及人们推出代码的能力。

泛型
分部类型
匿名方法
可以为 null 的值类型
迭代器
协变和逆变
getter/setter 单独可访问性
方法组转换(委托)
静态类
委托推断
部分
5
2007年:C# 3.0

C# 3.0 版和 Visual Studio 2008 一起发布于 2007 年下半年,但完整的语言功能是在 .NET Framework 3.5 版中发布的。 此版本标示着 C# 发展过程中的重大更改。 C# 成为了真正强大的编程语言。 我们来看看此版本中的一些主要功能:

自动实现的属性
匿名类型
查询表达式
Lambda 表达式
表达式树
扩展方法
隐式类型本地变量
分部方法
对象和集合初始值设定项

回顾过去,这些功能中大多数似乎都是不可或缺,难以分割的。 它们的组合都是经过巧妙布局。 此 C# 版本的杀手锏功能是查询表达式,也就是语言集成查询 (LINQ)。 LINQ 的构造可以建立在更细微的视图检查表达式树、Lambda 表达式以及匿名类型的基础上。 不过无论如何 C# 3.0 都提出了革命性的概念。 C# 3.0 开始为 C# 转变为面向对象/函数式混合语言奠定基础。 具体来说,你现在可以编写 SQL 样式的声明性查询对集合以及其他项目执行操作。 无需再编写 for 循环来计算整数列表的平均值,现在可改用简单的 list.Average() 方法。 组合使用查询表达式和扩展方法让各种数字变得智能多了。

部分
6
2010年:C# 4.0

C# 4.0 版随 Visual Studio 2010 一起发布,引入了一些有趣的新功能:

动态绑定
命名参数/可选参数
泛型协变和逆变
嵌入的互操作类型

嵌入式互操作类型缓解了为应用程序创建 COM 互操作程序集的部署难题。 泛型协变和逆变提供了更强的功能来使用泛型,但风格比较偏学术,应该最受框架和库创建者的喜爱。 命名参数和可选参数帮助消除了很多方法重载,让使用更方便。 但是这些功能都没有完全改变模式。 主要功能是引入 dynamic 关键字。 在 C# 4.0 版中引入 dynamic 关键字让用户可以替代编译时类型上的编译器。 通过使用 dynamic 关键字,可以创建和动态类型语言(例如 JavaScript)类似的构造。 可以创建 dynamic x = "a string" 再向它添加六个,然后让运行时理清下一步操作。 动态绑定存在出错的可能性,不过同时也为你提供了强大的语言功能。

部分
7
2012年:C# 5.0

C# 版本 5.0 随 Visual Studio 2012 一起发布,是该语言有针对性的一个版本。 对此版本中所做的几乎所有工作都归入另一个突破性语言概念:适用于异步编程的 async 和 await 模型。

下面是主要功能列表:
异步成员
调用方信息特性
代码工程:C# 5.0 中的调用方信息属性

调用方信息特性让你可以轻松检索上下文的信息,不需要采用大量样本反射代码。 这在诊断和日志记录任务中也很有用。 但是 async 和 await 才是此版本真正的主角。 C# 在 2012 年推出这些功能时,将异步引入语言作为最重要的组成部分,另现状大为改观。

部分
8
2015年:C# 6.0

版本 6.0 随 Visual Studio 2015 一起发布,发布了很多使得 C# 编程更有效率的小功能。

以下介绍了部分功能:
静态导入
异常筛选器
自动属性初始化表达式
Expression bodied 成员
Null 传播器
字符串内插
nameof 运算符 其他新功能包括:
其他新功能包括:
索引初始化表达式
Catch/Finally 块中的 Await
仅限 getter 属性的默认值

如果整体看待这些功能,你会发现一个有趣的模式。 在此版本中,C# 开始消除语言样本,让代码更简洁且更具可读性。 所以对喜欢简洁代码的用户来说,此语言版本非常成功。 除了发布此版本,他们还做了另一件事,虽然这件事本身与传统的语言功能无关。 他们发布了 Roslyn 编译器即服务。 C# 编译器现在是用 C# 编写的,你可以使用编译器作为编程工作的一部分。

部分
9
2017年:C# 7.0

C# 7.0 版已与 Visual Studio 2017 一起发布。 此版本继承和发展了 C# 6.0。

以下介绍了部分新增功能:
out 变量
元组和析构函数
模式匹配
本地函数
已扩展 expression bodied 成员
ref 局部变量
引用返回
其他功能包括:
弃元
二进制文本和数字分隔符
引发表达式

所有这些功能都为开发者提供了新功能,帮助编写比以往任何时候都简洁的代码。 重点是缩减了使用 out 关键字的变量声明,并通过元组实现了多个返回值。 .NET Core 现在面向所有操作系统,着眼于云和可移植性。 语言设计者除了推出新功能外,也会在这些新功能方面付出时间和精力。

部分
10
2017年:C# 7.1

C# 已开始随 C# 7.1 发布单点发行 。 此版本增加了语言版本选择配置元素、三个新的语言功能和新的编译器行为。

此版本中新增的语言功能包括:
asyncMain 方法
default 文本表达式
推断元组元素名称
泛型类型参数的模式匹配

最后,编译器有 -refout 和 -refonly 两个选项,可用于控制引用程序集生成。

部分
11
2017年:C# 7.2
C# 7.2 版添加了几个小型语言功能:
stackalloc 数组上的初始值设定项。
对支持模式的任何类型使用 fixed 语句。
无需固定即可访问固定的字段。
重新分配 ref 本地变量。
声明 readonly struct 类型,以指示结构不可变且应作为 in 参数传递到其成员方法。
在实参上添加 in 修饰符,以指定形参通过引用传递,但不通过调用方法修改。
对方法返回项使用 ref readonly 修饰符,以指示方法通过引用返回其值,但不允许写入该对象。
声明 ref struct 类型,以指示结构类型直接访问托管的内存,且必须始终分配有堆栈。
使用其他泛型约束。
非尾随命名参数。
数值文本中的前导下划线。
private protected 访问修饰符。
条件 ref 表达式。
部分
12
2018年:C# 7.3

C# 7.3 版本有两个主要主题。 第一个主题提供使安全代码的性能与不安全代码的性能一样好的功能。 第二个主题提供对现有功能的增量改进。 此外,此版本中还添加了新的编译器选项。

以下新增功能支持使安全代码获得更好的性能的主题:
无需固定即可访问固定的字段。
可以重新分配 ref 本地变量。
可以使用 stackalloc 数组上的初始值设定项。
可以对支持模式的任何类型使用 fixed 语句。
可以使用更多泛型约束。
对现有功能进行了以下增强:
可以使用元组类型测试 == 和 !=。
可以在多个位置使用表达式变量。
可以将特性附加到自动实现的属性的支持字段。
改进了通过 in 区分参数时进行的方法解析。
重载解析的多义情况现在变得更少。
部分
13
2019年:C# 8.0

C# 8.0 版是专门面向 .NET C# Core 的第一个主要 C# 版本。 一些功能依赖于新的公共语言运行时 (CLR) 功能,而其他功能则依赖于仅在 .NET Core 中添加的库类型。 C# 8.0 向 C# 语言添加了以下功能和增强功能:

Readonly 成员
默认接口方法
模式匹配增强功能。
Using 声明
静态本地函数
可处置的 ref 结构
可为空引用类型
异步流
索引和范围
Null 合并赋值
非托管构造类型
嵌套表达式中的 Stackalloc
内插逐字字符串的增强功能

默认接口成员需要 CLR 中的增强功能。 这些功能已添加到 .NET Core 3.0 的 CLR 中。 范围和索引以及异步流需要 .NET Core 3.0 库中的新类型。 在编译器中实现时,可为 null 的引用类型在批注库时更有用,因为它可以提供有关参数和返回值的 null 状态的语义信息。 这些批注将添加到 .NET Core 库中。

部分
14
2020年:C# 9.0

C# 9 随 .NET 5 一起发布。 它是面向 .NET 5 版本的任何程序集的默认语言版本。

它包含以下新功能和增强功能:
记录
仅限 Init 的资源库
顶级语句
模式匹配增强:关系模式和逻辑模式
性能和互操作性
本机大小的整数
函数指针
禁止发出 localsinit 标志
模块初始值设定项
分部方法的新功能
调整和完成功能
目标类型的 new 表达式
static 匿名函数
目标类型的条件表达式
协变返回类型
扩展 GetEnumerator 支持 foreach 循环
Lambda 弃元参数
本地函数的属性

C# 9 继续以前版本中的三大主题:删除不必要的模式、将数据与算法分离,以及在更多位置提供更多模式。 顶级语句意味着主程序将更易于读取。 减少了不必要的模式:命名空间、Program 类和 static void Main() 都是不必要的。 records 的引入为遵循值语义的引用类型提供了简洁的语法,以实现相等性。 使用这些类型来定义那些通常定义最小行为的数据容器。 仅限 init 的资源库提供了在记录中进行非破坏性修改的功能(with 表达式)。 C# 9 还添加了协变返回类型,以便派生记录可以重写虚拟方法,并返回从基方法的返回类型派生的类型。 模式匹配功能以多种方式进行了扩展。 数值类型现在支持范围模式。 可以使用 and、or 和 not 模式组合模式。 可以通过添加括号来阐明更复杂的模式:

C# 9 包括新的模式匹配改进:
类型模式匹配一个与特定类型匹配的对象
带圆括号的模式强制或强调模式组合的优先级
联合 and 模式要求两个模式都匹配
析取 or 模式要求任一模式匹配
否定 not 模式要求模式不匹配
关系模式要求输入小于、大于、小于等于或大于等于某个给定常数
部分
15
2021年:C# 10
C# 10 向 C# 语言添加了以下功能和增强功能:
记录结构
结构类型的改进
内插字符串处理程序
global using 指令
文件范围的命名空间声明
扩展属性模式
对 Lambda 表达式的改进
可使用 const 内插字符串
记录类型可密封 ToString()
改进型明确赋值
在同一析构中可同时进行赋值和声明
可在方法上使用 AsyncMethodBuilder 属性
CallerArgumentExpression 属性
增强的 #line pragma

C# 10 继续致力于删除不必要的模式、将数据与算法分离以及提高 .NET 运行时的性能等主题。 许多功能意味着可以通过键入更少的代码来表达相同的概念。 记录结构合并了许多记录类所使用的相同方法。 结构和匿名类型支持 with 表达式。 全局 using 指令和文件范围的命名空间声明意味着可以更清楚地表达依赖项和命名空间组织。 进行 Lambda 改进后,就可以在使用 Lambda 表达式时更容易地声明它们。 新的属性模式和析构改进可创建更简洁的代码。 新的内插字符串处理程序和 AsyncMethodBuilder 行为可提高性能。 在 .NET 运行时中应用了这些语言功能来实现 .NET 6 中的性能改进。 C# 10 还标志着每年 .NET 发布节奏的更多转变。 因为不是每项功能都可以在一年内完成,因此你可以尝试 C# 10 中的几项“预览”功能。 泛型属性和接口中的静态抽象成员均可使用,但这些预览功能在最终发布之前可能会发生更改。

部分
16
2022年:C# 11
C# 11 中增加了以下功能:
原始字符串字面量
泛型数学支持
泛型属性
UTF-8 字符串字面量
字符串内插表达式中的换行符
列表模式
文件本地类型
必需的成员
自动默认结构
常量 string 上的模式匹配 Span<char>
扩展的 nameof 范围
数值 IntPtr
ref 字段和 scoped ref
改进了方法组向委托的转换
警告波 7

C# 11 引入了泛型数学以及支持该目标的几个功能。 可以为所有数字类型编写一次数值算法。 有更多功能可简化 struct 类型处理,例如所需成员和自动默认结构。 使用原始字符串文本、字符串内插中的换行符和 UTF-8 字符串文本可以更轻松地处理字符串。 文件本地类型等功能使源生成器更简单。 最后,列表模式添加了对模式匹配的更多支持。

部分
17
2023年:C# 12
C# 12 中增加了以下功能:
主构造函数 - 可以创建任意 class 或 struct 类型的主构造函数。
集合表达式 - 一种用于指定集合表达式的新语法,包括展开运算符 (..),可展开任何集合。
内联数组 - 使用内联数组,你可以创建固定大小的 struct 类型数组。
Lambda 表达式中的可选参数 - 可以为 Lambda 表达式的参数定义默认值。
ref readonly 参数 - ref readonly 参数可以让可能使用 ref 参数或 in 参数的 API 更清晰。
创建任何类型的别名 - 可以使用 using 别名指令创建任何类型的别名,而不仅仅是命名类型。
试验性属性 - 指示试验性功能。

总体而言,C# 12 提供的新功能可让你更高效地编写 C# 代码。 你已经知道的语法可以在更多地方使用。 其他语法可实现相关概念的一致性。

    目录

  • 1.
    1999年:开始
  • 2.
    2002年:C# 1.0
  • 3.
    2003年:C# 1.2
  • 4.
    2005年:C# 2.0
  • 5.
    2007年:C# 3.0
  • 6.
    2010年:C# 4.0
  • 7.
    2012年:C# 5.0
  • 8.
    2015年:C# 6.0
  • 9.
    2017年:C# 7.0
  • 10.
    2017年:C# 7.1
  • 11.
    2017年:C# 7.2
  • 12.
    2018年:C# 7.3
  • 13.
    2019年:C# 8.0
  • 14.
    2020年:C# 9.0
  • 15.
    2021年:C# 10
  • 16.
    2022年:C# 11
  • 17.
    2023年:C# 12