C# using 指令与命名空间：别名、using static、global using

.NET 中的每个类型都有一个完整名称，由命名空间和类型名组成：System.Console、System.Collections.Generic.List<T>、System.Text.StringBuilder。命名空间把相关的类型归为一组，避免名称冲突，所以你自己的 Order 或 Timer 类可以和库中的同名类共存。文件顶部的 using 指令会导入一个命名空间，让你可以使用短名称。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;

class Program
{
    static void Main()
    {
        // With the using directives:
        var cart = new List<string> { "tea", "honey" };
        var sb = new StringBuilder();
        sb.Append("Cart: ").Append(string.Join(", ", cart));
        Console.WriteLine(sb.ToString());

        // The same thing with fully qualified names, no directives needed:
        var cart2 = new System.Collections.Generic.List<string> { "milk" };
        System.Console.WriteLine(cart2.Count);
    }
}

输出：

Cart: tea, honey
1

using 指令只在编译时影响名称。它不会加载库，也不会往程序里加代码；哪些库可用，是由项目的引用和 NuGet 包决定的。如果编译器报告某个类型或命名空间“could not be found (are you missing a using directive or an assembly reference?)”，即错误 CS0246，那么要么是缺了 using 行，要么是没有引用相应的包。

声明你自己的命名空间

把类型放进一个 namespace 块中。命名空间可以嵌套，用点号书写，同一个命名空间也可以分散在多个文件里。

using System;

namespace Shop.Billing
{
    class Invoice
    {
        public decimal Amount = 120.00m;
    }
}

namespace Shop.Shipping
{
    class Invoice   // same name, different namespace: no clash
    {
        public string Carrier = "DHL";
    }
}

namespace Shop
{
    class Program
    {
        static void Main()
        {
            var bill = new Billing.Invoice();        // relative to Shop
            var label = new Shop.Shipping.Invoice(); // full name
            Console.WriteLine($"{bill.Amount:F2} via {label.Carrier}");
            Console.WriteLine(typeof(Billing.Invoice).FullName);
        }
    }
}

输出：

120.00 via DHL
Shop.Billing.Invoice

namespace Shop.Billing { } 是 namespace Shop { namespace Billing { } } 的简写。Shop 内部的代码可以不加 Shop. 前缀直接引用 Billing.Invoice，因为名称会先在外层命名空间中查找。

惯例：以公司或产品名开头（Contoso.Payments），接着是功能或层级，并且与文件夹结构对应（Contoso.Payments/Refunds/RefundService.cs 中放的是 Contoso.Payments.Refunds）。永远不要让类和它的命名空间同名（Shop.Shop），否则到处都得写别扭的限定名。

别名

using Name = Namespace.Type; 给一个类型（或命名空间）起一个本地名称。有两种情况需要它：缩短很长的泛型类型，以及解决名称冲突。

using System;
using System.Collections.Generic;
using PriceTable = System.Collections.Generic.Dictionary<string, decimal>;
using Col = System.Collections.Generic;

class Program
{
    static void Main()
    {
        var prices = new PriceTable
        {
            ["espresso"] = 2.40m,
            ["latte"] = 3.60m
        };
        Console.WriteLine($"latte: {prices["latte"]:F2}");

        var queue = new Col.Queue<string>();
        queue.Enqueue("order 17");
        Console.WriteLine(queue.Peek());
    }
}

输出：

latte: 3.60
order 17

别名只在声明它的文件中生效（除非它是 global 的，见下文）。在 C# 12 及更高版本中，别名可以指代任何类型，包括元组和数组：using Point = (int X, int Y);。

不明确的引用（CS0104）

当两个已导入的命名空间中都有同名类型时，使用短名称就会报错。典型的例子是 Timer，它同时存在于 System.Threading、System.Timers 和（桌面应用中的）System.Windows.Forms：

using System.Threading;
using System.Timers;

var t = new Timer(1000);
// error CS0104: 'Timer' is an ambiguous reference between
// 'System.Timers.Timer' and 'System.Threading.Timer'

三种修复方法，影响范围从小到大：写出完全限定名（new System.Timers.Timer(1000)），添加一个别名说明你指的是哪一个，或者删除你不需要的那条指令。

using System;
using System.Threading;
using System.Timers;
using Timer = System.Timers.Timer;   // "Timer" now means this one

class Program
{
    static void Main()
    {
        var timer = new Timer(250);
        Console.WriteLine(timer.Interval);
        Console.WriteLine(timer.GetType().FullName);

        // The other Timer is still reachable by its full name:
        Console.WriteLine(typeof(System.Threading.Timer).FullName);
        timer.Dispose();
    }
}

输出：

250
System.Timers.Timer
System.Threading.Timer

如果你自己的命名空间里定义了名为 System 或 Console 的类型，前缀 global:: 会强制从根命名空间开始查找：global::System.Console.WriteLine("hi");。正因如此，生成的代码到处都在用它。

using static

using static 导入单个类型的静态成员，这样调用它们时就不用写类型名。它适合反复调用同一个类的代码，比如 Math：

using System;
using static System.Math;
using static System.Console;

class Program
{
    static void Main()
    {
        double radius = 3;
        double area = PI * Pow(radius, 2);
        WriteLine($"Area: {area:F2}");
        WriteLine($"Hypotenuse: {Sqrt(3 * 3 + 4 * 4)}");
        WriteLine(Max(17, 42));
    }
}

输出：

Area: 28.27
Hypotenuse: 5
42

using static 也适用于枚举（using static System.DayOfWeek; 让你可以直接写 Monday）以及你自己的静态类。在短名称不会引起歧义的地方使用它；在一个大文件里单独出现的 WriteLine，可能会让读者搞不清它到底是哪个输出对象的。

global using 与文件范围的命名空间（C# 10）

C# 10 的两个功能减少了文件顶部的样板代码。全局 using 作用于项目中的每个文件，通常集中放在一个文件里，比如 GlobalUsings.cs：

// GlobalUsings.cs, C# 10 and later
global using System;
global using System.Collections.Generic;
global using System.Linq;
global using Money = System.Decimal;

.NET 6 及更高版本的 SDK 项目可以替你生成这些指令。在 .csproj 中设置 <ImplicitUsings>enable</ImplicitUsings>（新模板的默认设置）后，控制台项目会得到 System、System.Collections.Generic、System.IO、System.Linq、System.Net.Http、System.Threading 和 System.Threading.Tasks；Web 项目还会得到 ASP.NET Core 的命名空间。这就是为什么现代的 Program.cs 文件一开头就是代码。

文件范围的命名空间用一个分号而不是代码块，为整个文件声明命名空间，省去一层缩进：

// C# 10 and later
namespace Shop.Billing;

public class Invoice
{
    public decimal Amount { get; set; }
}

一个文件只能有一个文件范围的命名空间，而且不能在同一个文件中与块形式的命名空间混用。较老的项目、Unity 脚本以及面向 .NET Framework 的代码使用前面展示的块形式。

using 指令放在哪里，以及 using 语句

using 指令必须出现在文件中所有命名空间或类型声明之前（全局 using 要在最前面）。它们也可以放在某个命名空间块内部，这时只在那里生效；各家的代码风格指南说法不一，大多数 .NET 代码把它们放在顶部。

关键字 using 在方法内部还有第二个毫不相干的用途：using 语句 using (var file = File.OpenRead(path)) { ... } 会在代码块结束时调用对象的 Dispose，关闭文件和连接。两者只是共用一个关键字，别无关联。参见 using 语句页面。