سی شارپ

در سال ۱۹۹۹، شرکت سان اجازه استفاده از زبان برنامه‌نویسی جاوا را در اختیار مایکروسافت قرار داد تا در سیستم‌عامل خود از آن استفاده کند. جاوا در اصل به هیچ پلت فرم یا سیستم‌عاملی وابسته نبود، ولی مایکروسافت برخی از مفاد قرار داد را زیر پا گذاشت و قابلیت مستقل از سیستم‌عامل بودن جاوا را از آن برداشت. شرکت سان پرونده‌ای علیه مایکروسافت درست کرد و مایکروسافت مجبور شد تا زبان شیءگرای جدیدی با کامپایل جدید که به ++C شبیه بود را درست کند. در طول ساخت دات نت، کلاس‌های کتابخانه‌ای با زبان و کامپایلر SMC نوشته شدند. در سال ۱۹۹۹ آندرس هلزبرگ گروهی را برای طراحی زبانی جدید تشکیل داد که در آن زمان نامش Cool بود و همانند C بود با خواص شیءگرایی. مایکروسافت 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 چارچوب دات‌نت در PDC در سال ۲۰۰۰ این زبان به سی شارپ تغییر نام یافت و کتابخانه کلاس‌ها و runtime در ای‌اس‌پی‌دات‌نت به سی شارپ منتقل شدند. مدیر و سرپرست طراحان در مایکروسافت آندرس هلزبرگ بود که تجربه قبلی او در طراحی Framework و زبان‌های برنامه سازی++Borland، دلفی (شهر)، Turbo Pascal، ویژوال سی++ به آسانی در دستورالعمل‌های سی شارپ قابل رویت است و به همان خوبی در هسته CLR.

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 متغیرها و توابع عمومی باید از متدها و متغیرها در کلاس‌های عمومی استفاده کرد.
• متغیرهای عمومی، بر خلاف C و ++C، نمی‌توانند بلاک‌های 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. همان‌طور 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 برنامه‌نویس 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 غیرممکن است. اشاره گر نا امن می‌تواند به نمونه‌ای از value-type، آرایه، رشته یا بلاکی که حافظه به آن داده شده‌است اشاره نماید. کدی که به عنوان نا امن علامت نخورده باشد، هنوز می‌تواند اشاره گرها را از سامانه بازیابی یا در آن ذخیره کند ولی نمی‌تواند مرجع جدیدی به آنها اختصاص دهد.
• حافظه ساماندهی شده نمی‌تواند صریحاً آزاد شود، ولی به‌طور خودکار به عنوان به درد نخور تلقی می‌شود. انتخاب آدرس‌های به درد نخور حافظه نفوذ ناپذیر است. هم چنین سی شارپ با استفاده از عبارات، پشتیبانی مستقیمی از پایان اجباری می‌کند (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. در عوض می‌توان از اینترفیس‌های مختلف استفاده کرد. یعنی برای یک کلاس که احتمالاً فرزند کلاسی دیگر است (ارث برده) می‌توان چندین اینترفیس را پیاده‌سازی (Implement) نمود.
• 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 به‌طور 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)
• سی شارپ بستری امن و قدرتمند برای ساخت نرم افزار های hybrid را محیا می کند.
• آموزش سی شارپ بسیار راحت می باشد.
• اعضای Enumeration در داخل محدوده شخصی خود قرار دارند.
• سی شارپ قابلیت syntactic sugar را برای توابع متداول، اکسسورها و ماجول‌های کسول شده در یک کلاس به صورت ویژگی‌ها قرار داده‌است.

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 حاضر (۳ ژوئن ۲۰۰۸) دارای ۷۷ کلمه رزرو شده‌است.

این کامپایلر در مقابل C یا ++C دارای ساختار بسیار متفاوتی است که دانستن آن به برنامه‌نویس امکان نوشتن برنامه‌های بسیار بهینه را خواهد داد.

سی شارپ دارای یک سامانه نوع یکپارچه‌است که به آن CTS می‌گویند. 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 کارایی، انواع اولیه (و انواع مقداری) به‌طور داخلی فضایی برای آنها بر روی پشته در نظر گرفته می‌شود.

int foo = 42;// Value type...
object bar = foo;// foo is boxed to bar.

int foo = 42;// Value type.
object bar = foo;// foo is boxed to bar.
int foo2 = (int)bar;// Unboxed back to value type.

ویژگی‌های جدید در سی شارپ چارچوب دات‌نت SDK ۲٫۰ (مطابق با سومین ویرایش استاندارد ECMA-۳۳۴):

public partial class MyClass
{
    public MyClass()
    {
// implementation
    }
}

public partial class MyClass
{
    public void SomeMethod()
    {
// implementation
    }
}

این ورژن در تاریخ ۱۹ نوامبر سال ۲۰۰۷ به عنوان بخشی از چارچوب دات‌نت ۳٫۵ عرضه شد؛ که شامل ویژگی‌های جدید الهام شده از زبان‌های برنامه‌نویسی اصلی (Functional) مانند Haskell و ML، و الگوی LINQ برای CLR است. در حال حاضر توسط هیچ موسسه استانداردسازی تأیید نشده‌است.

int[] array = { 1, 5, 2, 10, 7 };

// Select squares of all odd numbers in the array sorted in descending order
IEnumerable<int> query = from x in array
                         where x % 2 == 1
                         orderby x descending
                         select x * x;

Customer c = new Customer(); c.Name = "James";

Customer c = new Customer { Name="James" };

MyList list = new MyList();
list.Add(1);
list.Add(2);

MyList list = new MyList { 1, 2 };

var x = new { FirstName="James", LastName="Frank" };

static void Main(string[] args)
{
    var anonymousType = new { Name = string.Empty, Age = 0 };
}

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

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

listOfFoo.Where(delegate(Foo x) { return x.Size> 10; })

listOfFoo.Where(x => x.Size> 10);

static void Main(string[] args)
{
   (int x) => x + 1;// explicitly typed parameter
   (y, z) => y * z;// implicitly typed parameter
}

int Fn(int x)
{
    return x+1;
}

static void Main(string[] args)
{
    (int x) => { x + 1; return x * x; };
}

 public string Name { get; private set; }

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

string s = "foo";
s.Left(3);// same as StringExtensions.Left(s, 3);

سی شارپ ۳٫۰ کلمه کلیدی جدید var را معرفی می‌کند که به کمک آن برنامه نویسان قادر خواهند بود متغیرهای محلی خود را بدون ذکر صریح نوع آن‌ها، تعریف کنند.

namespace CS3_Test
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            var string_value = "Hello C# 3.0";
            var int_value = 3;
        }
    }
 }

یکی از ویژگی‌های اصلی زبان سی شارپ،Strong Type بودن آن است. Strong Type بودن زبان به این معناست که با اعلان یک متغیر، نوع آن صریحاً باید توسط برنامه‌نویس مشخص شود. آیا اضافه شدن این ویژگی جدید، منافاتی با Strong Type بودن این زبان دارد؟ در پاسخ باید گفت که تعریف متغیرهای محلی به صورت ضمنی با استفاده از کلمه کلیدی var هیچ گونه منافاتی با Strong Type بودن سی شارپ ندارد. چون برنامه‌نویس می‌بایست نوع متغیر را به هنگام اعلان آن صریحاً مشخص کند. نوع متغیر پس از اولین اعلان تا اتمام حوزه تعریف آن تغییر نخواهد کرد و هر گونه تلاش برای تغییر نوع با خطا مواجه خواهد شد؛ بنابراین دو اعلان زیر نامعبر هستند:

namespace CS3_Test
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            var string_value;// Error: Implicitly typed locals must be inintialized
            var int_value = null; /* Error: Cannot assign '<null>' to an implicitly typed local */
        }
    }
}

استفاده از var تنها در تعریف متغیرهای محلی امکانپذیر است. در اعلان متغیرها به صورت سراسری، پارامترهای توابع و مقادیر بازگشتی نمی‌توان از var استفاده کرد. چرا var؟ این ویژگی آزادی عملی بیشتری برای کار با متغیرهای محلی در اختیار برنامه‌نویس قرار می‌دهد. سناریویی را در نظر بگیرید که یک تابع تحت شرایطی، مقادیر از انواع مختلف را برگرداند. در این صورت بدون درگیر شدن با casting و تبدیل نوع می‌توان با تعریف متغیر ضمنی محلی هر نوعی را که تابع برمی‌گرداند، در اختیار داشت.

ماهیت تمامی برنامه‌های امروزی به گونه‌ای‌ست که با حجم عظیمی از داده‌ها سرو کار دارند. برای مدیریت داده‌ها، نیاز به کلاس‌هایی‌ست که در مهندسی نرم‌افزار آنها را Entity Types می‌نامیم. این کلاس‌ها به عنوان بسته‌هایی از داده‌ها محسوب می‌شوند. معضل فعلی موجود در رابطه با Entity Typeها تعدد سازنده‌های آن‌ها می‌باشد و ممکن است شما نیز با این مشکل برخورد کرده باشید. به این صورت که در سناریوهای مختلف، برنامه‌نویسان مجبور هستند سازنده یک کلاس را به چند شکل سربارگذاری کنند. سی شارپ ۳٫۰ راه چاره‌ای فوق‌العاده برای این مشکل ارائه می‌دهد. Object initializer حالت پیشرفته‌ای از سازنده می‌باشد.

class Person
{
    private string firstname;

    public string FirstName
    {
        get { return firstname; }
        set { firstname = value; }
    }

    private string lastname;

    public string LastName
    {
        get { return lastname; }
        set { lastname = value; }
    }

    private int age;

    public int Age
    {
        get { return age; }
        set { age = value; }
    }
}

این کلاس شامل سه متغیر بوده و برای هر متغیر خاصیتی تعریف شده‌است. اینک این سوالات مطرح می‌شوند: سازنده این کلاس را به چند شکل باید سربارگذاری کرد؟ سازنده‌ای که هر سه متغیر را مقداردهی کند؟ شاید در مواردی هر سه متغیر در دست نباشد در این صورت چه سازنده‌ای باید فراخوانی شود؟ سی شارپ ۳٫۰ راه حل زیر را ارائه می‌دهد. فرض کنید بخوانیم نمونه‌ای از کلاس Person را ایجاد کنیم. همان‌طور که مشاهده می‌کنید، در سی شارپ ۳٫۰ به هنگام نمونه سازی، این امکان در اختیار برنامه‌نویس قرار می‌گیرد که هر یک از خصیصه‌های موجود در کلاس را به دلخواه و بنا به نیاز مقدار دهی کند به صورت زیر:

Person person = new Person
(    Age = 21,
    FirstName = "James",
    LastName = "Frank");

تیم طراح سی شارپ ویژگی فوق‌العاده‌ای را به آن اضافه کرد که برنامه نویسان را قادر می‌سازد نحو (Syntax) زبان‌های پرس و جو مانند SQL و XQuery را با استفاده از این زبان پیاده‌سازی کنند. این ویژگی با نام اختصاری LINQ شناخته می‌شود و دارای انواع زیر است:

• LINQ-to-Objects - talks to in-memory objects
• LINQ-to-SQL - talks to SQL Server databases
• LINQ-to-XML - talks to hierarchical data represented in XML
• LINQ-to-DataSets - talks to DataSet objects and underlying DataTables with their relationships
• LINQ-to-Entities - talks to "entities", part of ADO.NET ۳٫۰

نمونه‌ای از کاربرد LINQ به صورت زیر است:

static void Main(string[] args)
{
    var int_array = new int[] { 1, 2, 7, 9, 12 };

    var selective_array = from c in int_array where c> 5 select c;

    foreach (var selected in selective_array)
    {
        Console.WriteLine(selected);
    }
}

توضیح: در مثال بالا ابتدا یک آرایهٔ int با مقداردهی اولیه تعریف شده‌است. سپس با استفاده از دستورها) LINQ که جز کلمات کلیدی سی شارپ محسوب می‌شوند)، آرایه‌ای با اعضای بزرگتر از ۵ انتخاب و در متغیر ضمنی محلی selective_array ذخیره می‌شود. در نهایت اعضای selective_array به صورت ۷ و ۹ و ۱۲ خواهد بود. در توضیح این ویژگی جدید به همین یک مثال بسنده می‌کنیم چون بیان تمامی جنبه‌های LINQ خود نیازمند نگارش مقاله‌ای مفصل می‌باشد.

آرایه‌ها را نیز می‌توان با استفاده از کلمه کلیدی var تعریف کرد.

static void Main(string[] args)
{
    var a = new[] { 1, 10, 100, 1000 };// int[]
    var b = new[] { 1, "one", 2 };// Error
}

ویژگی «دستورها پیش پردازنده» سی شارپ (اگرچه آنها به واقع یک پیش پردازنده نیستند) مبنی بر دستورها پیش پردازنده C است که به برنامه‌نویس اجازه تعریف سمبلهایی را می‌دهند. برخی از این دستورها عبارتند از: #if، #region، #define. راهنماهایی نظیر #region تذکراتی به ویرایش‌گرها برای code folding می‌دهند.

توضیحات تک خط با استفاده از دو اسلش تعریف می‌شوند(//) و توضیحات چند خطی با /* شروع و به */ ختم می‌شوند.

public class Foo
{
// a comment
    public static void Bar(int firstParam) {}//Also a comment
}

public class FooBar
{
    /* a comment */
    public static void BarFoo(int firstParam) {}  /* Also a comment */

توضیحات چند خطی هم چنین می‌توانند با /* شروع و با */ تمام شوند.

public class Foo
{
    /* A Multi-Line
       comment  */
    public static void Bar(int firstParam) {}
}

سامانه مستندسازی سی شارپ بسیار شبیه به جاوا است، اما مبنی بر XML. دو شیوه مستندسازی در حال حاضر به وسیله کامپایلر سی شارپ پشتیبانی می‌شود.

توضیحات تک خطی، که معمولاً در تولیدکننده کد Visual Studioپیدا می‌شوند، با استفاده از/// شروع می‌شوند.

public class Foo
{
/// <summary>A summary of the method.</summary>
/// <param name="firstParam">A description of the parameter.</param>
/// <remarks>Remarks about the method.</remarks>
    public static void Bar(int firstParam) {}
}

توضیحات چند خطی، که در نسخه ۱٫۰ تعریف شدند، اما در نسخه ۱٫۱ پشتیبانی از آنها وجود نداشت با /* شروع و به */ ختم می‌شوند:

public class Foo
{
    /** <summary>A summary of the method.</summary>
     *  <param name="firstParam">A description of the parameter.</param>
     *  <remarks>Remarks about the method.</remarks> */
    public static void Bar(int firstParam) {}
}

نکته:در اینجا یک ملاک سخت در مورد استفاده از فضاهای خالی در سندهای XML هنگام استفاده از /**وجود دارد:

/**
 * <summary>
 * A summary of the method.</summary>*/

نوع دیگری از کد بالا ارائه خواهد شد:

/**
 * <summary>
   A summary of the method.</summary>*/

سینتکس سندسازی توضیحات XML در یک ضمیمه بی‌قاعده از استاندارد ECMA از سی شارپ وجود دارد. یک استاندارد مشابه قوانینی برای پردازش توضیحات و تبدیل آنها به متون Plain در XML را با کمک قوانین CLI فراهم می‌کند. این به هر IDE در سی شارپ و دیگر ابزار گسترش دهنده امکان پیدا کردن هر نمادی را در کدها می‌دهد.

بخش مرکزی چارچوب دات‌نت، محیط اجرایی Runtime می‌باشد که اصطلاحاً به آن CLR یا .NET Runtime می‌گویند. کدهایی که تحت کنترل CLR اجرا می‌شوند اغلب به عنوان کدهای مدیریت شده نامیده می‌شوند.

اگر چه، پیش از این که کدها (همه زبان‌های چارچوب دات‌نت) به وسیله CLR اجرا شوند، بایستی مورد کامپایل قرار گیرند. در چارچوب دات‌نت عمل کامپایل در دو مرحله صورت می‌گیرد:

1. کامپایل سورس کد به MSIL.
2. کامپایل MSIL به کد مختص پلتفرم به وسیله CLR

یک نکته قابل توجه، اشتراک زبان میانی مایکروسافت با کد بایت جاوا(Bytecode)است. ایده این اشتراک از آنجا سرچشمه گرفت که چون Bytecode یک زیان سطح پایین با یک دستور زبان ساده می‌باشد (که به جای متن مبتنی بر کدهای عددی است)، می‌تواند به سرعت به کدهای بومی(Native) ترجمه شود.

• شیءگرایی و بکارگیری واسط‌ها
• تمایز فراوان بین انواع مقداری و ارجاعی
• تعیین Strong Type (این نوع داده دیگر معتبر نیست)
• مدیریت خطا از طریق به‌کارگیری Exception
• بکارگیری صفات

نسخه بعدی این زبان، سی شارپ ۴ است که از اکتبر سال ۲۰۰۸ در حال ساخته شدن است. مایکروسافت لیستی از ویژگی‌های جدید سی شارپ ۴ را در کنفرانس توسعه دهندگان حرفه‌ای اعلام کرده‌است. تمرکز اصلی در ورژن بعدی روی قابلیت هماهنگی فریم ورک‌ها و نوع زبان‌هایی است که کامال پویا یا قیمتی پویا هستند، مانند dynamic language runtime و COM. ویژگی‌های زیر تا کنون اعلام شده‌اند:

interface IEnumerable<out T>
{
  IEnumerator<T> GetEnumerator();
}

void PrintAll(IEnumerable<object> objects)
{
  foreach (object o in objects)
  {
    Console.WriteLine(o);
  }
}

IEnumerable<string> strings = new List<string>();
PrintAll(strings);// IEnumerable<string> is implicitly converted to IEnumerable<object>

public interface IComparer<in T>
{
    int Compare(T x, T y);
}

IComparer<object> objectComparer = GetComparer();
IComparer<string> stringComparer = objectComparer;

// Returns the value of Length property or field of any object
  int GetLength(dynamic obj)
  {
    return obj.Length;
  }

  GetLength("Hello, world");// a string has a Length property,
  GetLength(new int[] { 1, 2, 3 });// and so does an array,
  GetLength(42);// but not an integer - an exception will be thrown here at run-time

 void Print(dynamic obj)
  {
     Console.WriteLine(obj);// which overload of WriteLine() to call is decided at run-time
  }

  Print(123);// ends up calling WriteLine(int)
  Print("abc");// ends up calling WriteLine(string)

class Base
{
  void Foo(double x);
}

class Derived: Base
{
  void Foo(int x);
}

dynamic x = 123;
Base b = new Derived();
b.Foo(x);// picks Base.Foo(double) because b is of type Base, and Derived.Foo(int) is not exposed
dynamic b1 = b;
b1.Foo(x);// picks Derived.Foo(int)

void Increment(ref int x)
{
  ++x;
}

int x = 0;
Increment(ref x);

void Increment(ref int x)
{
  ++x;
}

int x = 0;
Increment(x);

void Increment(ref int x, int dx = 1)
{
  x += dx;
}

int x = 0;
Increment(ref x);// dx takes the default value of 1
Increment(x, 2);// dx takes the value 2

Stream OpenFile(string name, FileMode mode = FileMode.Open, FileAccess access = FileAccess.Read) { ... }

OpenFile("file.txt");// use default values for both "mode" and "access"
OpenFile("file.txt", mode: FileMode.Create);// use default value for "access"
OpenFile("file.txt", access: FileAccess.Read);// use default value for "mode"
OpenFile(name: "file.txt", access: FileAccess.Read, mode: FileMode.Create);// name all parameters for extra readability, and use order different from method declaration

object fileName = "Test.docx";
object missing = System.Reflection.Missing.Value;

doc.SaveAs(ref fileName,
    ref missing, ref missing, ref missing,
    ref missing, ref missing, ref missing,
    ref missing, ref missing, ref missing,
    ref missing, ref missing, ref missing,
    ref missing, ref missing, ref missing);

doc.SaveAs("Test.docx");

جزئیات مشخصات سی شارپ، حداقل تعداد نوع‌ها و کتابخانه‌های کلاس است که کامپایلر نیاز به وجود آن‌ها دارد. عملاً، اغلب سی شارپ توسط بیشترین استفاده از CLI را می‌کند، که استاندارد شده ECMA-۳۳۵ است.

در زیر یک مثال ساده از برنامه سی شارپ آمده‌است، نسخه‌ای از مثال کلاسیک Hello World:

class ExampleClass
{
    static void Main()
    {
        System.Console.WriteLine("Hello, world!");
    }
}

نتیجه، چاپ شدن متن زیر در خروجی است:

Hello, world!

هر خط هدفی دارد:

class ExampleClass

در بالا، تعریف کلاس آمده‌است. هر چیزی که در بین در علامت پرانتز باشد،ExampleClass را توصیف می‌کند:

static void Main()

این یک تابع عضو کلاس را در زمان شروع اجرای برنامه اعلان می‌کند. دات نت در زمان اجرا، تابع Main را صدا می‌زند (نکته: Main ممکن است از هر جای دیگری نیز صدا زده شود، مثلاً توسط تابع ExampleClass و با کد ()Main). کلمه کلیدی static تابع را بدون داشتن نمونه‌ای از ExampleClass قابل دسترس می‌کند. هر تابع Main در هر کنسولی باید به صورت static تعریف شود. در غیر این صورت برنامه به یک نمونه نیاز خواهد داشت و هر نمونه به یک برنامه نیاز دارد. برای اجتناب از این وابستگی دایره‌ای تجزیه ناپذیر، کامپایلرهای سی شارپ در صورت Static نبودن تابع Main، یک خطا اعلام می‌کنند. کلمه کلیدی void نشان دهنده این است که تابع Main هیچ مقداری را برنمی‌گرداند.

Console.WriteLine("Hello, world!");

خط بالا، خروجی را می‌نویسد. در فضای اسم System, Console یک کلاس استاتیک است که یک میانجی بین ورودی، خروجی و خطای کنسول می‌باشد. برنامه‌ای که متدWriteLine را از کنسول صدا می‌زند، خروجی رشته «Hello, world!» را در خروجی نمایش می‌دهد.

راه دیگر این کار استفاده از فضای نام استاتیک است به این صورت است:

using static System.Console;
class ExampleClass
{
    static void Main()
    {
       WriteLine("Hello, world!");
    }
}

در آگوست سال ۲۰۰۰، شرکت مایکروسافت، و Hewlett-Packard و شرکت اینتل به عنوان پشتیبان مشخصات سی شارپ را مانند CLI به سازمان استانداردسازی ECMA ارائه کردند. در دسامبر سال ۲۰۰۱، این سازمان، ECMA-۳۳۴ را با عنوان مشخصات زبان سی شارپ منتشر کرد. سی شارپ در سال ۲۰۰۳ به عنوان یک استاندارد ISO به ثبت رسید(ISO/IEC ۲۳۲۷۰). در سال ۲۰۰۲، ECMA دومین ویرایش از خصوصیات زبان سی شارپ را پذیرفت.

در ژوئن سال ۲۰۰۵، ECMA سومین ویرایش را با اضافه کردن مواردی همچون کلاس‌های partial، متدهای ناشناس، انواع nullable و Genericها منتشر کرد. در ژوئیه ۲۰۰۵، ECMA استانداردها و TRها را همراه با پردازش Fast-Track اخیر به ISO/IEC JTC پیشنهاد کرد. این روند معمولاً ۶ تا ۹ ماه زمان می‌برد. آخرین ویرایش این زبان در ۱۵ آگوست سال ۲۰۱۲ در قالب Framework ۴٫۵ارائه گردید

با توجه به توابع موجود در چارچوب دات‌نت امکان استفاده از این توابع وجود دارد که می‌توان گفت برای هر کاری شرکت مایکروسافت تابعی پیش‌بینی کرده؛ که این امکان را ایجاد می‌کند که به فایل اصلی پروژه هیچ فایل کتابخانی را اضافه نکنید (هم به صورت دستی یا خود کامپایلر). این موضوع خود باعث ایجاد فایل‌های خروجی با حجم بسیار کم می‌شود. این موضوع در بسیاری از موارد بسیار اهمیت دارد. برنامه‌های سی شارپ، همچون تمام برنامه‌های نوشته شده در چارچوب دات‌نت و سایر محیط‌های ماشینی مجازی مانند جاوا، نیازمند منابع سامانه و حافظه بیشتری نسبت به برنامه‌های نوشته شده با سایر زبان‌ها مانند سی پلاس پلاس است و هم چنین سرعت کمتری نیز دارد. هر چند تعریف زبان سی شارپ و CLI تحت استانداردهای ISO و ECMA استاندارد شده‌اند،CLI تنها قسمتی از Base Class Library (BCL) مایکروسافت می‌باشد که شامل کلاس‌های غیر استاندارد استفاده شده در برنامه‌های سی شارپ نیز می‌شود. از این گذشته، بعضی از قسمت‌های BCL تحت حق امتیاز مایکروسافت هستند که ممکن است پیاده‌سازی کامل framework را مختل کند، زیرا تنها بخش‌های استاندارد دارای حق محافظت RAND در برابر مدعیان را دارند.همچنین در ساخت انواع برنامه های کاربردی از قبیل CRM ها نیز قابل استفاده می باشد

متداول‌ترین کامپایلر سی شارپ، Microsoft Visual C# می‌باشد.

کامپایلرهای سی شارپ

• پروژه Microsoft Rotor (در حال حاضر به عنوان Shared Source Common Language Infrastructure شناخته می‌شود) (ثبت شده فقط برای استفاده آموزشی و تحقیقی) یک پیاده‌سازی منبع اشتراکی از CLR Runtime را فراهم می‌آورد و یک کامپایلر سی شارپ، و یک زیرمجموعه از کتابخانه]] CLI Framework مورد نیاز.
• پروژه Mono یک اوپن سورس از کامپایلر سی شارپ است، یک پیاده‌سازی اوپن سورس کامل از CLI شامل کتابخانه‌های Framework مورد نیاز که در ECMA ظاهر شده‌اند، و یک پیاده‌سازی کامل نزدیک به بقیه کتابخانه‌های اختصاصی کلاس چارچوب دات‌نت مایکروسافت.
• پروژه DotGNU نیز یک اوپن سورس از کامپایلر سی شارپ است، که پیاده‌سازی آن بسیار نزدیک به Common Language Infrastructure می‌باشد و کتابخانه‌های framework مورد نیاز موجود در ECMA و زیر مجموعه‌ای از کلاس‌های کتابخانه‌ای شخصی مایکروسافت در دات نت و دات نت ۲ را دربردارد.

کاملاً شبیه به پروژه Mono.

اسم سی شارپ از علامت موسیقی شارپ گرفته شده‌است که در موسیقی بیان گر این است که متن نوشته شده باید نیم قدم از خط بالاتر باشد. مطابق با ECMA-۳۳۴، بخش ۶، مخفف‌ها و اختصارها، نام زبان به صورت «#C» نوشته می‌شود(«کلمه لاتین C (U+۰۰۴۳) به همراه علامت عددی #(U+۰۰۲۳)») که به صورت «سی شارپ» تلفظ می‌شود. علامت «#» نباید با علامت شارپ در موسیقی(♯، U+266F) که در یک صفحه کلید استاندارد وجود ندارد اشتباه گرفته شود. پسوند شارپ، توسط بسیاری دیگر از زبان‌های دات نت مانند #J، #A و #F نیز به کار رفته‌است. پیاده‌سازی اولیه از زبان ایفل تحت دات نت نیز #Eiffel نام داشت که الان زبان ایفل را به‌طور کامل پشتیبانی می‌کند. هم چنین این پسوند بعضی وقت‌ها در کتابخانه‌ها نیز به کار می‌رود، مانند #Gtk، #Cocoa و #Qt.

• اکس‌ام‌ال
• خدمات وب