Lenguaje de Programación C Sharp
C#
| ||||
C# (pronunciado si sharp en inglés) es un lenguaje de programación orientado a objetos desarrollado y estandarizado por Microsoft como parte de su plataforma .NET, que después fue aprobado como un estándar por la ECMA e ISO.
Su sintaxis básica deriva de C/C++ y utiliza el modelo de objetos de la plataforma.NET el cual es similar al de Java aunque incluye mejoras derivadas de otros lenguajes (entre ellos Delphi).
La creación del nombre del lenguaje, C♯, proviene de dibujar dos signos positivos encima de los dos signos positivos de "C++", queriendo dar una imagen de salto evolutivo del mismo modo que ocurrió con el paso de C a C++.
C♯, como parte de la plataforma.NET, está normalizado por ECMA desde diciembre de 2001 (C# Language Specification "Especificación del lenguaje C♯"). El 7 de noviembre de 2005 salió la versión 2.0 del lenguaje que incluía mejoras tales como tipos genéricos, métodos anónimos, iteradores, tipos parciales y tipos anulables. El 19 de noviembre de 2007 salió la versión 3.0 de C# destacando entre las mejoras los tipos implícitos, tipos anónimos y LINQ (Language Integrated Query -consulta integrada en el lenguaje).
Aunque C♯ forma parte de la plataforma.NET, ésta es una interfaz de programación de aplicaciones (API); mientras que C♯ es un lenguaje de programación independiente diseñado para generar programas sobre dicha plataforma. Ya existe un compilador implementado que provee el marco de DotGNU - Mono que genera programas para distintas plataformas como Win32, UNIX y Linux.
Sumario
Historia
Durante el desarrollo de la plataforma .NET, las bibliotecas de clases fueron escritas originalmente en el lenguaje compilador Simple Managed C. En enero de 1999, Anders Hejlsberg formó un equipo con la misión de desarrollar un nuevo lenguaje de programación llamado Cool (C Orientado a Objetos). Este nombre tuvo que ser cambiado debido a problemas de marca pasando a llamarse C♯ aunque habitualmente se escribe C#. La biblioteca de clases de la plataforma .NET fue migrada entonces al nuevo lenguaje.
Hejlsberg lideró el proyecto de desarrollo de C♯. Anteriormente, ya participó en el desarrollo de otros lenguajes como Turbo Pascal, J++ y Borland Delphi
Tipos de datos
C♯ contiene dos categorías generales de tipos de datos integrados: tipos de valor y tipos de referencia. El término tipo de valor indica que esos tipos contienen directamente sus valores.
C♯ define ocho tipos de enteros, a saber:
| Tipo de datos de enteros | |||
| Tipo |
Ancho en bits |
Rango |
Significado |
| byte |
8 |
De 0 a 255 |
Entero sin signo de 8 bits |
| sbyte |
8 |
De -128 a 127 |
Entero con signo de 8 bits |
| short |
16 |
De -32.768 a 32.767 |
Entero corto |
| ushort |
16 |
De 0 a 65.535 |
Entero corto sin signo |
| int |
32 |
De -2.147.483.648 a 2.147.483.647 |
Entero medio |
| uint |
32 |
De 0 a 4.294.967.295 |
Entero medio sin signo |
| long |
64 |
De -9.223.372.036.854.775.808 a 9.223.372.036.854.775.807 |
Entero largo |
| ulong |
64 |
De 0 a 18.446.744.073.709.551.615 |
Entero largo sin signo |
Los tipos de punto flotante pueden representar números con componentes fraccionales. Existen dos clases de tipos de punto flotante; float y double. El tipo double es el más utilizado porque muchas funciones matemáticas de la biblioteca de clases de C♯ usan valores double. Quizá, el tipo flotante más interesante de C♯ es decimal, dirigido al uso de cálculos monetarios. La aritmética de punto flotante normal está sujeta a una variedad de errores de redondeo cuando se aplica a valores decimales. El tipo decimal elimina estos errores y puede representar hasta 28 lugares decimales.
| Tipo de datos de punto flotante | |||
| Tipo |
Ancho en bits |
Rango |
Significado |
| float |
32 |
De 1,5E-45 a 3,4E+38 |
Punto flotante corto |
| double |
64 |
De 5E-324 a 1,7E+308 |
Punto flotante largo |
| decimal |
128 |
De 1E-28 a 7,9E+28 |
Punto flotante monetario |
Los caracteres en C♯ no son cantidades de 8 bits como en otros muchos lenguajes de programación. Por el contrario, C♯ usa un tipo de caracteres de 16 bits llamado Unicode al cual se le llama char. No existen conversiones automáticas de tipo entero a char.
| Tipo de datos de caracteres | |||
| Tipo |
Ancho en bits |
Rango |
Significado |
| char |
16 |
De 0 a 65,535 (código Unicode) |
Carácter |
| Tipo de datos lógicos | |||
| Tipo |
Ancho en bits |
Rango |
Significado |
| bool |
1 |
true or false, no se usa 1 ó 0 ya que no hay conversión definida |
true or false |
No existe una conversión definida entre bool y los valores enteros (1 no se convierte a verdadero ni 0 se convierte a falso).
Constantes
Las constantes en C♯ se denominan literales. Todas las constantes tienen un tipo de dato, en caso de ser una constante entera se usa la de menor tamaño que pueda alojarla, empezando por int. En caso de punto flotante se considera como un double. Sin embargo se puede especificar explícitamente el tipo de dato que una constante deberá usar, por medio de los sufijos:
| Sufijo |
Tipo de dato |
Ejemplo |
| L |
long |
12L |
| UL |
ulong |
68687UL |
| F |
float |
10,19F |
| M |
decimal |
9,95M |
En ocasiones, resulta más sencillo usar un sistema numérico basado en 16 en lugar de 10, para tal caso C♯ permite especificar constantes enteras en formato hexadecimal, y se hace empezando con 0x. Por ejemplo: 0xFF equivale a 255 en decimal.
C♯ tiene caracteres denominados secuencias de escape para facilitar la escritura con el teclado de símbolos que carecen de representación visual. Estos son:
| Secuencia de escape |
Descripción |
| \a |
Alerta (timbre) |
| \b |
Retroceso |
| \f |
Avance de página |
| \n |
Nueva línea |
| \r |
Retorno de carro |
| \t |
Tabulador horizontal |
| \v |
Tabulador vertical |
| \0 |
Nulo |
| \' |
Comilla sencilla |
| \" |
Comilla doble |
| \\ |
Diagonal invertida |
C♯, al igual que C++, es compatible con el tipo de constante cadena de caracteres. Dentro de la cadena de caracteres se pueden usar secuencias de escape. Una cadena de caracteres puede iniciarse con el símbolo @ seguido por una cadena entre comillas, en tal caso, las secuencias de escape no tienen efecto y además la cadena puede ocupar dos o más líneas.
Variables
Toda variable se debe declarar antes de ser utilizada. La forma en que se declara una variable en C♯ es la siguiente:
tipo nombre_variable;
Para asignar un valor a una variable:
nombre_variable = valor;
Las conversiones de tipo de variables en C♯ se representan en la siguiente tabla en donde la fila es el origen y la columna el destino. Los significados de las letras son:A (Conversión automática o implícita), E (Conversión explícita), I (Conversión incompatible).
| Conversiones de tipo de datos | |||||||||||||
| byte |
sbyte |
short |
ushort |
int |
uint |
long |
ulong |
float |
double |
decimal |
char |
bool | |
| byte |
E |
A |
A |
A |
A |
A |
A |
E |
E |
E |
E |
I | |
| sbyte |
E |
A |
E |
A |
E |
A |
A |
E |
E |
E |
E |
I | |
| short |
E |
E |
E |
A |
A |
A |
A |
E |
E |
E |
E |
I | |
| ushort |
E |
E |
E |
A |
A |
A |
A |
E |
E |
E |
E |
I | |
| int |
E |
E |
E |
E |
E |
A |
A |
E |
E |
E |
E |
I | |
| uint |
E |
E |
E |
E |
E |
A |
A |
E |
E |
E |
E |
I | |
| long |
E |
E |
E |
E |
E |
E |
E |
E |
E |
E |
E |
I | |
| ulong |
E |
E |
E |
E |
E |
E |
E |
E |
E |
E |
E |
I | |
| float |
E |
E |
E |
E |
E |
E |
E |
E |
A |
E |
I |
I | |
| double |
E |
E |
E |
E |
E |
E |
E |
E |
E |
E |
I |
||
| decimal |
E |
E |
E |
E |
E |
E |
E |
E |
E |
E |
I |
I | |
| char |
E |
E |
E |
A |
A |
A |
A |
A |
A |
A |
A |
I | |
| bool |
I |
I |
I |
I |
I |
I |
I |
I |
I |
I |
I |
I |
|
• Toda conversión implícita no ocasiona pérdida de información, truncamientos o redondeos.
• Es posible (mas no siempre ocurre) que en una conversión explícita haya pérdida de información, truncamientos o redondeos.
• En toda conversión implícita el tipo de dato destino es mayor que el tipo de dato origen.
• La conversión explícita se realiza de la siguiente forma: (tipo-destino) expresion.
Además de realizarse dentro de una asignación, las conversiones de tipos también tienen lugar dentro de una expresión, pues en cada operación ambos operandos deben de ser del mismo tipo. Si la conversión es del tipo implícito se efectúa el siguiente algoritmo en dicho orden:
1. Si un operando es decimal, el otro operando se transforma a decimal.
2. Si un operando es double, el otro operando se transforma a double.
3. Si un operando es float, el otro operando se transforma a float.
4. Si un operando es ulong, el otro operando se transforma a ulong.
5. Si un operando es long, el otro operando se transforma a long.
6. Si un operando es uint, y si el otro operando es de tipo sbyte, short o int, los dos se transforman a long.
7. Si un operando es uint, el otro operando se transforma a uint.
8. Si ninguno de los casos anteriores, los dos operandos se transforman a int.
Operadores
C♯ tiene cuatro clases generales de operadores: aritméticos, a nivel de bit, relacionales y lógicos.
| Operadores | ||
| Operador |
Significado |
Tipo |
| + |
Suma |
Aritmético |
| - |
Resta |
Aritmético |
| * |
Producto |
Aritmético |
| / |
División |
Aritmético |
| % |
Módulo (residuo entero) |
Aritmético |
| ++ |
Incremento |
Aritmético |
| -- |
Decremento |
Aritmético |
| == |
Igual que |
Relacional |
| != |
Distinto que |
Relacional |
| > |
Mayor que |
Relacional |
| < |
Menor que |
Relacional |
| >= |
Mayor o igual que |
Relacional |
| <= |
Menor o igual que |
Relacional |
| & |
AND |
Lógico y a nivel de bits |
| | |
OR |
Lógico y a nivel de bits |
| ^ |
XOR y de nivel de bits |
Lógico |
| || |
OR de cortocircuito |
Lógico |
| && |
AND de cortocircuito |
Lógico |
| ! |
NOT |
Lógico |
| ~ |
Complemento a uno |
A nivel de bits |
| << |
Desplazamiento a la izquierda |
A nivel de bits |
| >> |
Desplazamiento a la derecha |
A nivel de bits |
• Los operadores aritméticos funcionan igual que en C y C++.
• El resultado de los operadores relacionales y lógicos es un valor bool.
• Los operadores de cortocircuito evalúan el segundo operando solo cuando es necesario.
• Los operadores a nivel de bit no se pueden aplicar a tipos bool, float, double o decimal.
Instrucciones de control
• La instrucción if-else es básicamente igual que en C, C++ y Java.
• La diferencia de la instrucción switch con la versión de C, C++ y Java es que todo cuerpo perteneciente a un case debe de toparse con un break o un goto antes de toparse con otro case, a menos que dicho cuerpo esté vacío.
• La instrucción for es básicamente igual que en C, C++ y Java.
• La instrucción while es básicamente igual que en C, C++ y Java.
• La instrucción do-while es básicamente igual que en C, C++ y Java.
• La instrucción foreach realiza un ciclo a través de los elementos de una colección (grupo de objetos). El formato de esta instrucción es: foreach(tipo variable in coleccion) instruccion;. En este ciclo se recorre la colección y la variable recibe un respectivo elemento de dicha colección en cada iteración.
• Al igual que en C y C++, la instrucción break permite forzar la salida de un ciclo omitiendo el código restante en el cuerpo del ciclo.
• Al igual que en C y C++, la instrucción continue permite forzar la repetición temprana de un ciclo omitiendo el código restante en el cuerpo del ciclo.
• La instrucción return es básicamente igual que en C, C++. Se utiliza para devolver un valor y salir de un método.
• La instrucción goto se sigue utilizando en C♯ a pesar de toda la polémica que esto conlleva.
Métodos
• Todo método debe de ser parte de una clase, no existen métodos globales.
• De forma predeterminada, los parámetros se pasan por valor (se copia dicho valor).
• El modificador ref fuerza a pasar los parámetros por referencia en vez de pasarlos por valor.
• El modificador out es similar al modificador ref con una excepción: sólo se puede utilizar para pasar un valor fuera de un método. El método debe de asignar un valor al parámetro antes de que el método finalice.
• Cuando ref y out modifican un parámetro de referencia, la propia referencia se pasa por referencia.
• El modificador params sirve para definir un número variable de argumentos los cuales se implementan como una matriz. Ejemplo: public int maxVal(params int[] nums){...}, esta función se podría llamar así: maxVal(23,3,a,-12);.
• Un método debe tener como máximo un único parámetro params y éste debe de ser el último.
• Un método puede devolver cualquier tipo de datos, incluyendo tipos de clase.
• Ya que en C# las matrices se implementan como objetos, un método también puede devolver una matriz (algo que se diferencia de C++ en que las matrices no son válidas como tipos de valores devueltos).
• C♯ implementa sobrecarga de métodos, dos o más métodos pueden tener el mismo nombre siempre y cuando se diferencien por sus parámetros.
• El método Main es un método especial al cual se refiere el punto de partida del programa. Tiene la siguiente sintaxis: public static int Main(string[] args){...}.
Clases y objetos
Varios puntos a tener en cuenta en C♯ con respecto a clases y objetos son los siguientes:
• Una variable de objeto de cierta clase no almacena los valores del objeto sino su referencia (al igual que Java).
• El operador de asignación no copia los valores de un objeto, sino su referencia a él (al igual que Java).
• Un constructor tiene el mismo nombre que su clase y es sintácticamente similar a un método.
• Un constructor no devuelve ningún valor.
• Al igual que los métodos, los constructores también pueden ser sobrecargados.
• Si no se especifica un constructor en una clase, se usa uno por defecto que consiste en asignar a todas las variables el valor de 0, null o false según corresponda.
• Para crear un nuevo objeto se utiliza la siguiente sintaxis: variable = new nombre_clase();.
• Un destructor se declara como un constructor, aunque va precedido por un signo de tilde ~.
• Se emplea una desasignación de memoria de objetos no referenciados (recolección de basura), y cuando esto ocurre se ejecuta el destructor de dicha clase.
• El destructor de una clase no se llama cuando un objeto sale del ámbito.
• Todos los destructores se llamarán antes de que finalice un programa.
• La palabra clave this es un apuntador al mismo objeto en el cual se usa.
• La palabra clave static hace que un miembro pertenezca a una clase en vez de pertener a objetos de dicha clase. Se puede tener acceso a dicho miembro antes de que se cree cualquier objeto de su clase y sin referencias a un objeto.
• Un método static no tiene una referencia this.
• Un método static puede llamar sólo a otros métodos static.
• Un método static sólo debe tener acceso directamente a datos static.
• Un constructor static se usa para inicializar atributos que se aplican a una clase en lugar de aplicarse a una instancia.
• C♯ permite la sobrecarga de operadores con la palabra clave operator
Matrices
• En C♯ las matrices se implementan como objetos.
• Para crear una matriz se utiliza el siguiente formato: tipo[] nombre_matriz = new tipo[tamaño];
• Se puede crear una matriz inicializada así: tipo[] nombre_matriz = { val1 , val2 , val3 , ... , valN };
• Los índices de las matrices comienzan en 0.
• Para crear una matriz bidimensional se utiliza el siguiente formato: tipo[,] nombre_matriz = new tipo[filas,columnas]
• Para referirse a un elemento de una matriz bidimensional no se usa la forma matriz[fila][columna] (la cual usa C++), si no matriz[fila,columna].
• Ya que C♯ implementa matrices como objetos, cada matriz tiene asociada una propiedad Length que contiene el número de elementos que puede alojar cada matriz.
Cadenas de caracteres
• El tipo de dato cadena se llama string.
• Realmente la palabra clave string es un alias de la clase System.String de la plataforma .NET.
• En C♯ las cadenas son objetos y no una matriz de caracteres, aun así, se puede obtener un carácter arbitrario de una cadena por medio de su índice (mas no modificarlo).
• La forma más común de construir una cadena es por medio de una literal o constante: string str = "Una cadena";
• El operador == determina si dos referencias hacen referencia al mismo objeto, pero al usar dicho operador con dos operandos tipo string se prueba la igualdad del contenido de las cadenas y no su referencia. Sin embargo, con el resto de los operadores relacionales, como < o >= se comparan las referencias.
• Se pueden concatenar (unir) dos cadenas mediante el operador +.
• Las cadenas son inmutables, una vez creadas no se pueden modificar, solo se pueden copiar total o parcialmente.
• Las cadenas se pueden usar en las instrucciones switch.
| Métodos comunes de control de cadenas | |
| Método |
Descripción |
| static string Copy(string str) |
Devuelve una copia de str. |
| int CompareTo(string str) |
Devuelve menor que cero si la cadena que llama es menor que str, mayor que cero si la cadena que llama es mayor que str, y cero si las cadenas son iguales. |
| int IndexOf(string str) |
Busca en la cadena que llama la subcadena especificada por str. Devuelve el índice de la primera coincidencia, o -1 en caso de error. |
| int LastIndexOf(string str) |
Busca en la cadena que llama la subcadena especificada por str. Devuelve el índice de la última coincidencia, o -1 en caso de error. |
| string ToLower |
Devuelve una versión en minúsculas de la cadena que llama. |
|
string ToUpper |
Devuelve una versión en mayúsculas de la cadena que llama. |
Compiladores
En la actualidad existen los siguientes compiladores para el lenguaje C♯:
• Microsoft.NET framework SDK incluye un compilador de C♯, pero no un IDE.
• Microsoft Visual Studio .NET, IDE por excelencia de este lenguaje, versión 2002, 2003, 2005, 2008 y 2010(beta).
• #develop, es un IDE libre para C♯ bajo licencia LGPL, muy similar a Microsoft Visual C#.
• Mono, es una implementación GPL de todo el entorno .NET desarrollado por Novell. Como parte de esta implementación se incluye un compilador de C♯.
• Delphi 2006, de Borland Software Corporation.
• dotGNU Portable.NET, de la Free Software Foundation.
Metas del diseño del lenguaje
El estándar ECMA lista las siguientes metas en el diseño para C♯:
• Lenguaje de programación orientado a objetos simple, moderno y de propósito general.
• Inclusión de principios de ingeniería de software tales como revisión estricta de los tipos de datos, revisión de límites de vectores, detección de intentos de usar variables no inicializadas, y recolección de basura automática.
• Capacidad para desarrollar componentes de software que se puedan usar en ambientes distribuidos.
• Portabilidad del código fuente
• Fácil migración del programador al nuevo lenguaje, especialmente para programadores familiarizados con C y C++.
• Soporte para internacionalización
• Adecuación para escribir aplicaciones de cualquier tamaño: desde las más grandes y sofisticadas como sistemas operativos hasta las más pequeñas funciones.
• Aplicaciones económicas en cuanto a memoria y procesado.
