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C#程序在 .NET Framework上运行，它是 Windows的一个不可或缺的组件，包括一个称为公共语言运行库 (CLR)的虚拟执行系统和一组统一的类库。CLR是 Microsoft的公共语言基础结构 (CLI)的商业实现。CLI是一种国际标准，是用于创建语言和库在其中无缝协同工作的执行和开发环境的基础。
用 C#编写的源代码被编译为一种符合 CLI规范的中间语言 (IL)。IL代码与资源（例如位图和字符串）一起作为一种称为程序集的可执行文件存储在磁盘上，通常具有的扩展名为 .exe或 .dll。程序集包含清单，它提供有关程序集的类型、版本、区域性和安全要求等信息。
执行 C#程序时，程序集将加载到 CLR中，这可能会根据清单中的信息执行不同的操作。然后，如果符合安全要求，CLR就会执行实时 (JIT)编译以将 IL代码转换为本机机器指令。CLR还提供与自动垃圾回收、异常处理和资源管理有关的其他服务。由 CLR执行的代码有时称为“托管代码”，它与编译为面向特定系统的本机机器语言的“非托管代码”相对应。下图阐释了 C#源代码文件、.NET Framework类库、程序集和 CLR的编译时与运行时的关系。
图 2.1
语言互操作性是 .NET Framework的一项主要功能。因为由 C#编译器生成的 IL代码符合公共类型规范 (CTS)，因此从 C#生成的 IL代码可以与从 Visual Basic、Visual C++、Visual J#的 .NET版本或者其他 20多种符合 CTS的语言中的任何一种生成的代码进行交互。单一程序集可能包含用不同 .NET语言编写的多个模块，并且类型可以相互引用，就像它们是用同一种语言编写的。
除了运行时服务之外，.NET Framework还包含一个由 4000多个类组成的内容详尽的库，这些类被组织为命名空间，为从文件输入和输出、字符串操作、XML分析到 Windows窗体控件的所有内容提供了各种有用的功能。典型的 C#应用程序使用 .NET Framework类库广泛地处理常见的“日常”任务。