C#中程序結構的關鍵概念為程序、命名空間、類型、成員和程序集。C#程序包括一個或多個源文件。程序中聲明類型,類型包含成員並能夠被組織到命名空間中。類和接口是類型的例子。字段、方法、屬性和事件則是成員的例子。當C#程序被編譯時,它們被物理地打包到程序集中。程序集的文件擴展名一般為.exe或者.dll,這取決於它們是實現為應用程序(application),還是類庫(library)。
示例:
using System; namespace Acme.Collections { public class Stack { Entry top; public void Push(object data){ top=new Entry(top,data); } public object Pop(){ if (top==null) throw new InvalidOperationException(); object result=top.data; top=top.next; return result; } class Entry { public Entry next; public object data; public Entry(Entry next,object data){ this.next=next; this.data=data; } } } }
在叫做Acme.Collections的命名空間下,聲明名為Stack的類,這個類的完全限定名就是Acme.Collections.Stack。它包括幾個成員:一個名為top的字段,兩個分別命名為push和pop的方法,以及一個名為Entry的嵌套類。Entry類又進一步包括三個成員:一個名為next的字段,一個名為data的字段,以及一個構造函數。假定這個示例的源程序被存為acme.cs文件,命令行為:
csc /t:library acme.cs
將這個示例編譯為類庫(不帶Main入口點的代碼),並且產生一個名為acme.dll的程序集。
程序集包括中間語言(Intermediate Language,IL)指令形式的可執行代碼,以及元數據(metadata)形式的符號信息。在它執行之前,程序集的IL代碼將被.NET公共語言運行庫(Common Language Runtime,CLR)自動轉換成特定處理器的代碼。
由於程序集是自描述的功能單元,它既包括代碼,也包括元數據,因此,在C#中不需要#include指令和頭文件。假如某個C#程序需要引用特定程序集中的公共類型和成員,那麼只在編譯時簡單地引用那個程序集就可以了。例如,下面的程序使用來自acme.dll程序集中的Acme.Collections.Stack類:
using System; using Acme.Collections; class Test { static void Main(){ Stack s=new Stack(); s.Push(1); s.Push(10); s.Push(100); Console.WriteLine(s.Pop()); Console.WriteLine(s.Pop()); Console.WriteLine(s.Pop()); } }
如果程序被存為test.cs文件,那麼,在test.cs被編譯時,acme.dll可以通過/r選項被引用:
csc /r:acme.dll test.cs
這樣可以創建一個名為test.exe的可執行程序集,運行結果如下:
100
10
1
C#允許一個程序的源文本被存為幾個源文件。當多文件的C#程序被編譯時,所有的源文件都被一起處理,並且各個源文件從概念上能夠自由地相互引用,就如同處理之前,所有的源文件被連接成一個大文件。在C#中向前聲明是沒有必要的,原因就是聲明的順序無關緊要。C#不限制一個源文件只能聲明一個公共類型,也不要求源文件名必須與該文件中的類型相匹配譯注1。