پروژه مهندسی نرم افزار uml دیکشنری بخش یازدهم
تاریخچه
در سال 1999، شرکت سان اجازه استفاده از زبان برنامه نویسی جاوا را در اختیار ماکروسافت قرار داد تا در سیستم عامل خود از آن استفاده کند.جاوا در اصل به هیچ پلت فرم یا سیستم عاملی وابسته نبود، ولی ماکروسافت برخی از مفاد قرار داد را زیر پا گذاشت و قابلیت مستقل از سیستم عامل بودن جاوا را از آن برداشت.شرکت سان پرونده ای علیه ماکروسافت درست کرد و ماکروسافت مجبور شد تا زبان شی گرای جدیدی با کامپایل جدید که به ++C شبیه بود را درست کند. در طول ساخت دات نت، کلاس های کتابخانه ای با زبان و کامپایلر SMC نوشته شدند.در سال 1999 آندرس هلزبرگ گروهی را برای طراحی زبانی جدید تشکیل داد که در آن زمان نامش Cool بود و همانند C بود با خواص شی گرایی. ماکروسافت در نظر داشت اسم این زبان را تا آخر Cool قرار دهد، ولی به دلیل مناسب نبودن برای اهداف تجاری این کار را نکرد. در ارائه و معرفی رسمی .NET در PDC در سال 2000 این زبان به Cسی شارپ تغییر نام یافت و کتابخانه کلاس ها و runtime در ASP.NET به#C منتقل شدند. مدیر و سرپرست طراحان در ماکروسافت آندرس هلزبرگ بود که تجربه قبلی او در طراحی Framework و زبان‌های برنامه سازی++Borland , Delphi, Turbo Pascal, Visual C به آسانی در دستورالعمل‌های سی شارپ قابل رویت است و به همان خوبی در هسته CLR.
ویژگی‌ها
برخی از تفاوت‌های زبان سی شارپ با C و ++C عبارتند از:
هیچ تابع یا متغیر سراسری(Global) وجود ندارد، تمام متدها و اعضا بایستی در داخل کلاس‌ها تعریف شوند.این امر ممکن است، هر چند برای استفاده از متغیر ها و توابع عمومی باید از متدها و متغیرها در کلاس های عمومی استفاده کرد.
متغیر های عمومی، بر خلاف C و ++C ، نمی توانند بلاک های پیوستی را در بر بگیرند.
سی شارپ دارای یک نوع داده بولی است (bool).برخی از عبارت‌ها مانند while و if که شرطی هستند، نیازمند یک عبارت نوع بولی هستند.همان طور که ++C نیز دارای نوع داده بولی است،این نوع داده به راحتی میتواند به یا از Integerها تبدیل شود، و عبارتی مانند (if(a نیازمند این امر است که a از یک نوع قابل تبدیل به bool یا اشاره گر باشد.کامپایلر سی شارپ برنامه نویس را در این شرایط مجبور به استفاده از عباراتی می‌کند که به درستی یک مقدار bool را برمیگردانند. بنابراین دستوری مانند (if(a = b باعث بروز خطا می‌شوند.(به جای = بایستی از == استفاده شود)
در سی شارپ ، اشاره گرهای به حافظه بایستی فقط در داخل بلوکهای unsafe استفاده شوند و برنامه در این حالت برای اجرا نیاز به اجازه از کاربر دارد.بیشتر دسترسی شی از طریق شی امن است که یا همیشه در حال اشاره به شی صحیح موجود است یا یک مقدار Null دارد. اشاره گری به شی به درد نخور یا بلاک حافظه رندم غیر ممکن است.اشاره گر نا امن می تواند به نمونه ای از value-type ، آرایه، رشته یا بلاکی که حافظه به آن داده شده است اشاره نماید.کدی که به عنوان نا امن علامت نخورده باشد، هنوز می تواند اشاره گر ها را از سیستم بازیابی یا در آن ذخیره کند ولی نمی تواند مرجع جدیدی به آنها اختصاص دهد.
حافظه ساماندهی شده نمی تواند صریحا آزاد شود، ولی به طور خودکار به عنوان به درد نخور تلقی می شود.انتخاب آدرس های به درد نخور حافظه نفوذ ناپذیر است. هم چنین #C با استفاده از عبارات، پشتیبانی مستقیمی از پایان اجباری می کند(پشتیبانی از اصطلاح Resource Acquisition Is Initialization).
وراثت چندگانه از کلاس‌ها در این زبان پشتیبانی نمی‌شود.البته یک کلاس امکان ارث بری از تعداد نامحدود واسط‌ها را دارد.پشتیبانی نکردن از وراثت چندگانه به دلیل اهداف معماری این زبان در CLI و برای جلوگیری از پیچیدگی است.
سی شارپ بسیار typesafe تر از C++ است. تنها تبدیلات ضمنی مثل تبدیل نوع داده کوچکتر به بزرگتر یا تبدیل نوع مشتق شده به نوع پایه به طور پیش فرض و بدون خطا صورت می‌پذیرد.هیچ تبدیل ضمنی ای میانBooleanها و Integerها وجود ندارد و هر تبدیل user-defined بایستی به صراحت با یکی از کلمات explicit یا implicit نشانه گذاری شود. تبدیل b به a در حالتی که a یک Integer و b یک double باشد در زبان C++ مجاز است اما در سی شارپ به یک خطای زمان کامپایل منجر می‌شود(بایستی به صورت explicit تعریف شود)
اعضای Enumeration در داخل محدوده شخصی خود قرار دارند.
#C قابلیت syntactic sugar را برای توابع متداول، اکسسور ها و ماجول های کسول شده در یک کلاس به صورت ویژگی ها قرار داده است.
اکسسورها که خاصیت نیز گفته می‌شوند در زبان سی شارپ قادر به کنترل دسترسی اعضا و معتبرسازی داده‌ها هستند.
تمام انواع بازتابی(Reflection) و بازیابی(Recovery) قابل استفاده‌است.
در حال حاظر (3 جوان 2008) دارای 77 کلمه رزرو شده است.
سیستم یکپارچه شده
سی شارپ دارای یک سیستم نوع یکپارچه‌است که به آن CTS می گویند.این بدان معناست که تمام انواع،شامل موارد اصلی مانند Integerها، مشتق شده از System.Object هستند.به عنوان مثال، هر نوع یک متد به نام ToString() را به ارث می‌برد.بخاطر کارائی،انواع اولیه (و انواع مقداری) به طور داخلی فضایی برای آنها بر روی پشته در نظر گرفته می‌شود.
انواع داده
CTS داده ها را به دو نوع تقسیم می کند:
نوع مقداری
نوع مرجعی
انواع داده ای توده ساده ای از داده می باشند.نمونه های انواع داده ای نه حویت مرجعی دارند و نه مفاهیم مقایسه مراجع را. برای مقایسه برابری یا عدم برابری انواع داده ای، خود مقدار داده ها را با یکدیگر مقایسه می کنیم مگر اینکه عملگر های مشابه دوباره تعریف شده باشند.مقادیر داده های مرجعی همیشه یک مقدار پیش فرض دارند و همیشه می توانند ایجاد و یا کپی شوند.یکی دیگر از محدودیت های انواع داده ای این ات که آنها نمی توانند از یکدیگر مشتق شوند(ولی میتوانند اشتراکاتی داشته باشند) و هم چنین نمی توانند در سازنده مقدار دهی اولیه شوند. مثالی از انواع داده ای، بعضی از انواع اولیه مانند int و float و char و System.DateTime می باشند. در مقابل، انواع مرجعی مفهوم تعریف مرجعی را دارند( که در آن هر نمونه از نوع مرجع، به طور ذاتی از دیگر نمونه ها جدا می شود، حتی اگر داده هر دو نمونه یکی باشد). این دقیقا نمونه مشابه مقایسه تساوی یا عدم تساوی داده های مرجعی است، که در آن آزمایش برای مرجع ها از داده ای ها سریع تر است. در کل نه همیشه امکان تعریف نمونه مرجعی وجود دارد و نه امکان کپی یا نمایش مقادیر مقایسه دو نمونه.ولی به هر حال انواع مرجعی خاص می توانند این اعمال را از طریق سازنده های عمومی یا اجرای واسط های مشابه(مثل ICloneable یا IComparable) انجام دهند.نمونه هایی از انواع مرجعی، اشیا، System.Stringو Sysmet.Array می باشند. هر دو نوع داده قابلیت انعطاف توسط تعریف به وسیله کاربر را دارند.
Boxing و EnBoxing
Boxing عمل تبدیل مقدار نوع داده ای به نوع مرجع مشابه آن می باشد.
مثال:
int foo = 42; // Value type...
object bar = foo; // foo is boxed to bar.
UnBoxing عمل تبدیل نوع مرجع به نوع داده ای می باشد. مثال:
int foo = 42; // Value type.
object bar = foo; // foo is boxed to bar.
int foo2 = (int)bar; // Unboxed back to value type.
سی شارپ به برنامه نویس با استفاده از کلمه کلیدی Struct اجازه می‌دهد تا انواع مقداری User-defined را ایجاد کند. از دیدگاه برنامه نویسی، آنها کلاس‌های سبک وزن به نظر می‌رسند. برخلاف کلاس‌ها (که بر روی heap قرار میگیرند) و شبیه به انواع اولیه استاندارد مانند انواع مقداری Structها نیز بر روی پشته قرار میگیرند.آنها همچنین میتوانند قسمتی از یک شئ باشند، یا در یک آرایه مرتب شوند، بدون حافظه غیر مستقیمی که به طور معمول برای انواع کلاس تخصیص می‌یابد.