Czym jest C#? Język, .NET, wersje i pierwszy program

C# (wymawiane "si szarp") to język programowania ogólnego przeznaczenia zaprojektowany w Microsofcie przez zespół kierowany przez Andersa Hejlsberga i wydany po raz pierwszy w 2002 roku. Jest statycznie typowany (każda zmienna ma typ, który kompilator sprawdza przed uruchomieniem programu), obiektowy (kod jest zorganizowany w klasy) i zarządzany (odśmiecacz zwalnia pamięć za ciebie). Współczesny C# sporo czerpie też z programowania funkcyjnego: lambdy, zapytania LINQ, dopasowywanie wzorców i niemutowalne rekordy.

Oto kompletny program w C#. Kliknij Uruchom:

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        string name = "Ada";
        int year = 2026;
        Console.WriteLine($"Hello, {name}! It is {year}.");
    }
}

Wynik:

Hello, Ada! It is 2026.

Do czego służy C#

C# to język ogólnego przeznaczenia, więc spotyka się go w większości rodzajów oprogramowania, ale kilka obszarów stanowi jego największą część:

• Gry. Unity, jeden z najpopularniejszych silników gier, używa C# jako języka skryptowego. Obsługuje go też Godot.
• Backendy webowe. ASP.NET Core to framework webowy .NET do API, stron i aplikacji czasu rzeczywistego. W publicznych benchmarkach należy do najszybszych popularnych frameworków webowych.
• Aplikacje desktopowe. WPF i Windows Forms w Windows, .NET MAUI i Avalonia na wielu platformach.
• Chmura i usługi. Azure Functions, procesy działające w tle, mikrousługi w kontenerach.
• Narzędzia i automatyzacja. Narzędzia wiersza poleceń, skrypty budowania, przetwarzanie danych.

Jest szczególnie popularny w dużych firmach opartych na technologiach Microsoftu i w studiach gier. Aplikacje mobilne da się pisać w .NET MAUI (następcy Xamarina), ale to mniejsza nisza niż Kotlin czy Swift.

C# i .NET to nie to samo

C# to język. .NET to platforma, która go uruchamia, i składa się z trzech części:

1. Środowisko uruchomieniowe (CLR). Kompilator C# nie tworzy kodu maszynowego. Tworzy język pośredni (IL), zapisywany w plikach .dll lub .exe. Gdy program działa, Common Language Runtime kompiluje ten IL do kodu natywnego w locie (JIT), zarządza pamięcią przez odśmiecacz i pilnuje bezpieczeństwa typów.
2. Biblioteka klas bazowych. Kolekcje, dostęp do plików, sieć, tekst, daty, wątki: wszystko pod System.*.
3. SDK. Polecenie dotnet, które tworzy, buduje, testuje i uruchamia projekty.

Do tego samego IL kompilują się inne języki (F#, Visual Basic), dlatego program w C# może korzystać z biblioteki napisanej w F#.

Platforma ma dwie generacje. .NET Framework (od 1.0 w 2002 do 4.8.1) działa tylko w Windows i nadal uruchamia wiele starszych aplikacji. .NET (do wersji 5 nazywany .NET Core) to otwartoźródłowy, wieloplatformowy następca, który działa w Windows, Linuksie i macOS. Nowe projekty celują w .NET; wydania o parzystych numerach, takie jak .NET 8 i .NET 10, dostają trzy lata wsparcia długoterminowego.

Jak zbudowany jest program w C#

Program w C# składa się z typów (klas, struktur, interfejsów, enumów, rekordów), które zawierają składniki (pola, właściwości, metody). Wykonanie zaczyna się w statycznej metodzie o nazwie Main. Przestrzenie nazw grupują powiązane typy, a dyrektywy using pozwalają odwoływać się do nich krótkimi nazwami.

using System;
using System.Collections.Generic;

class Order
{
    public string Customer { get; }
    public decimal Total { get; private set; }

    public Order(string customer)
    {
        Customer = customer;
    }

    public void Add(decimal price, int quantity)
    {
        Total += price * quantity;
    }
}

class Program
{
    static void Main()
    {
        var orders = new List<Order>();

        var first = new Order("Maya");
        first.Add(4.50m, 2);
        first.Add(12.00m, 1);
        orders.Add(first);

        var second = new Order("Leo");
        second.Add(3.25m, 4);
        orders.Add(second);

        foreach (var order in orders)
        {
            Console.WriteLine($"{order.Customer}: {order.Total:F2}");
        }
    }
}

Wynik:

Maya: 21.00
Leo: 13.00

Kilka rzeczy już widać: Order to klasa z dwiema właściwościami (Customer, Total), konstruktorem i metodą. decimal to typ do kwot pieniężnych, a przyrostek m oznacza literał dziesiętny. var pozwala kompilatorowi wywnioskować typ zmiennej lokalnej, a List<Order> to generyczna kolekcja, która przyjmuje tylko obiekty Order. {order.Total:F2} wewnątrz $"..." formatuje liczbę z dwoma miejscami po przecinku.

W prawdziwym projekcie każda klasa zwykle ma własny plik, a pliki są kompilowane razem do jednego zestawu (assembly). Szczegóły znajdziesz na stronie klasy i obiekty.

Statyczne typowanie w praktyce

Kompilator zna typ każdego wyrażenia, więc duża klasa błędów nigdy nie trafia do działającego programu. Przypisanie stringa do int, wywołanie nieistniejącej metody albo przekazanie argumentów w złej kolejności kończy się niepowodzeniem w czasie kompilacji, z błędem wskazującym linię.

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        int quantity = 3;
        decimal price = 9.99m;

        // quantity = "three";  // error CS0029: Cannot implicitly convert type 'string' to 'int'

        decimal total = quantity * price; // int converts to decimal automatically
        Console.WriteLine(total);

        int parsed = int.Parse("42");      // text to number is explicit
        Console.WriteLine(parsed + quantity);
    }
}

Wynik:

29.97
45

Typy napędzają też edytor: autouzupełnianie, zmiana nazw i "znajdź wszystkie odwołania" są w C# dokładne, bo narzędzia czytają te same informacje o typach co kompilator.

Wersje C# i co dodały

Od C# 9 w 2020 roku nowa wersja ukazuje się każdego listopada razem z nowym wydaniem .NET; wcześniej wersje pojawiały się co dwa, trzy lata. Każda wersja jest projektowana tak, żeby istniejący kod nadal się kompilował, a rzadkie wyjątki (jak field, które w C# 14 stało się słowem kluczowym wewnątrz akcesorów właściwości) są dokumentowane jako zmiany niekompatybilne, więc program napisany dla C# 2 prawie zawsze kompiluje się dziś bez zmian.

Nowsze wersje głównie usuwają zbędny ceremoniał. Ten program dla C# 9 i nowszych używa instrukcji najwyższego poziomu (bez class Program, bez Main), rekordu i wyrażenia switch:

// C# 9 and later, in a .NET 6+ project (implicit usings import System)
var order = new Order("Maya", 21.00m);
Console.WriteLine(Shipping(order));

static string Shipping(Order o) => o.Total switch
{
    >= 50m => "free shipping",
    >= 20m => "standard shipping",
    _ => "shipping fee applies"
};

record Order(string Customer, decimal Total);

Ta sama logika w starszym, jawnym stylu, który kompiluje się w C# 6 i każdej późniejszej wersji:

using System;

class Order
{
    public string Customer { get; }
    public decimal Total { get; }
    public Order(string customer, decimal total) { Customer = customer; Total = total; }
}

class Program
{
    static string Shipping(Order o)
    {
        if (o.Total >= 50m) return "free shipping";
        if (o.Total >= 20m) return "standard shipping";
        return "shipping fee applies";
    }

    static void Main()
    {
        var order = new Order("Maya", 21.00m);
        Console.WriteLine(Shipping(order));
    }
}

Wynik:

standard shipping

Obie formy to poprawny C#. Starszy, jawny styl spotkasz w istniejącym kodzie, tutorialach i projektach Unity, a krótszy w nowych projektach .NET.

LINQ: zapytania o dane wbudowane w język

LINQ (Language Integrated Query, C# 3) to jedna z funkcji, które ludzie wymieniają, tłumacząc, dlaczego lubią C#. Pozwala filtrować, sortować, grupować i przekształcać dowolną kolekcję łańcuchem metod:

using System;
using System.Linq;

class Program
{
    static void Main()
    {
        var scores = new[] { 72, 95, 58, 88, 64, 91 };

        var passed = scores
            .Where(s => s >= 65)
            .OrderByDescending(s => s)
            .ToList();

        Console.WriteLine(string.Join(", ", passed));
        Console.WriteLine($"Average: {scores.Average():F1}");
        Console.WriteLine($"Best: {scores.Max()}");
    }
}

Wynik:

95, 91, 88, 72
Average: 78.0
Best: 95

Ta sama składnia działa na listach w pamięci, na tabelach bazy danych przez Entity Framework i na XML. Więcej na stronie o LINQ.

Czy C# to dobry pierwszy język?

C# wymaga na starcie więcej niż Python: deklarujesz typy, kończysz instrukcje średnikami i umieszczasz kod w klasach. W zamian kompilator wcześnie wyłapuje błędy, narzędzia (Visual Studio, VS Code, Rider) są świetne, a pojęcia przenoszą się wprost do Javy, TypeScriptu, Kotlina i C++. Jeśli chcesz tworzyć gry w Unity albo pracować w firmie opartej na .NET, to oczywisty wybór. Jeśli twoim celem jest analiza danych albo uczenie maszynowe, Python ma większy ekosystem.

Na początek zainstaluj .NET SDK i uruchom dotnet new console albo zacznij od Hello World i uruchamiaj przykłady bezpośrednio na tych stronach.