NET — C# — MS Visual Studio

Частью платформы .NET является мощная библиотека классов. Библиотека написана на языке C#, который, пожалуй, лучше всего приспособлен для программирования на платформе .NET. Использование среды MS Visual Studio значительно облегчает создание приложений на языке C#.

Введение

Особенности программирования на платформе .NET.

Конечной целью программиста на платформе .NET (произносится дот-нет) является создание и компиляция кода программы в форме одного или нескольких исполняемых модулей (module). Исполняемым модулем является файл типа .dll или .exe, содержащий исполняемый код. Модуль типа .exe отличается от .dll тем, что содержит точку входа в программу.

Файлы исполняемых модулей не являются окончательным исполняемым кодом, доступным процессору, но представляют собой перевод кода программиста на так называемый «промежуточный язык» (MSIL — Microsoft Intermediate Language). Достоинством такого подхода является кросс-платформенность — код с промежуточного языка может быть транслирован в любой локальный код, понятный конкретному процессору. Для этого, естественно, на компьютере должна быть установлена платформа .NET.

Трансляция промежуточного кода в локальный код осуществляется после активизации приложения (run time). В начале транслируется минимально необходимая часть кода. Дальнейшая трансляция регулируется потребностью. Но любая часть кода транслируется только один раз.

Программист пишет код на одном из языков, для которого имеется компилятор, переводящий программу в промежуточный язык. Основным языком такого типа является C# (произносится си-шарп).

На уровне программиста будущий исполняемый модуль типа .dll или .exe представляет собой один или несколько текстовых файлов — компилируемых модулей (compiled units). Термины компилируемый модуль и исполняемый модуль относятся к разным объектам, и их следует различать. Несколько компилируемых модулей, обычно формирующих приложение, собираются в процессе компиляции; к ним добавляются сведения, описывающие отличительные свойства исполняемого модуля, или сборки (assembly). Сведения о сборке, образующие так называемый манифест сборки, включают в себя имя, версию, ссылки на другие исполняемые модули, описание типов, доступных внешним модулям и самой среде (self-describing), и т. п.

В каждой не пустой сборке должен быть, по крайней мере, один компилируемый модуль, содержащий описания классов — носителей программного кода и данных.

Пространство имен (namespace).

Пространство имен служит для изоляции имен одной части кода от другой. (В Delphi такую изоляцию обеспечивают модули, unit.) Имена из одного пространства имен не вступают в конфликт с такими же именами из другого пространства имен. Так, имя name в пространстве имен ns1 не конфликтует с таким же именем name в пространстве имен ns2, так как их полные имена ns1.name и ns2.name разные.

Весь текст компилируемых модулей, формирующих сборку, может принадлежать одному или нескольким пространствам имен (namespace).

Одно пространство имен может охватывать несколько компилируемых модулей.

Один компилируемый модуль может содержать несколько пространств имен. Класс с именем class1, описанный внутри пространства имен с именем name1, имеет для внешних пространств имен имя name1. class1.

Пространство имен может содержать вложенное пространство имен. Имя вложенного пространства имен для внешнего пользователя представляет собой так же последовательность простых имен, соединенных оператором точка. (dot).

Осмысленное (не пустое) пространство имен состоит из описания отдельных классов — типов данных, содержащих в себе как сами данные, так и методы, ими управляющие (encapsulation).

Классы имеют имена. Пространства имен изолируют имена классов. Весь программный код сосредоточен в методах классов. Код состоит из операторов. Это операторы арифметических и логических действий, операторы присвоения, цикла, условные операторы, операторы, вызывающие другие методы, операторы, создающие объекты других классов и т. д.

В пространство имен может входить описание одного или нескольких из перечисленных ниже типов классов.

class (собственно класс) и struct (структура) — два типа классов, содержащих описания методов и их реализацию. Объекты классов class являются объектами по ссылке — содержат в себе ссылку на ту область памяти, где собственно содержатся все данные (поля) класса. Объекты структур являются объектами по значению — непосредственно содержат все данные, входящие в состав структуры.

interface — тип класса, все методы которого не реализованы, но объявлены. Это так называемые интерфейсы. Предполагается, что для каждого интерфейса существует хотя бы один class или struct, реализующий его методы. Класс типа class или struct, реализующий некоторый интерфейс, является наследником этого интерфейса.

enum — тип структур, объекты которых содержат элементы конечного счетного множества имен-обозначений целых чисел. Например, некий класс Жених может содержать качества-имена красивый, молодой, богатый и, вообще говоря, их произвольные сочетания. Под именами скрываются целые числа, например, красивый — 0, молодой — 2, богатый — 4. Такие структуры называются нумераторы, или перечислимые типы (enum).

delegate — тип класса, полями которого являются ссылки на методы заданного типа. Тип метода определяется числом параметров, типами параметров и типом возвращаемого объекта. Это так называемая сигнатура метода (signature). Объекты делегатов хранят и передают (делегируют) ссылки на методы с определенной сигнатурой одного (делегирующего) класса другому (делегируемому). Обычно делегаты используют для создания методов-обработчиков событий. Событие, наступающее в делегируемом классе, обрабатывается с участием метода делегирующего класса.

Структура классов Типы class и struct состоят из членов класса (class member). К членам класса относятся поля (field). Поля хранят данные, отличающие один экземпляр объекта данного класса от другого; интерфейсы не имеют полей, полями нумераторов являются числа, стоящие под именами нумератора, а полями делегата являются ссылки на методы и классы, эти методы делегирующие;

методы (method), объединяющие операторы кода и отличающиеся друг от друга именами и/или сигнатурой;

свойства (property) — поименованная пара методов доступа (accessors) set (установить) и get (возвратить) (или, по крайней мере, один из них), обычно используемых для доступа к значениям (value) полей класса;

индексаторы (indexer) — поименованная пара методов доступа (accessors) set и get (или, по крайней мере, один из них), устанавливающие и возвращающие некоторую величину (value), ассоциирующую значение объекта с элементом индексированного множества (массива);

события (event) — специальное свойство типа делегата с парой методов доступа (accessors) add (добавить) и remove (исключить), позволяющих удлинять или укорачивать цепочку методов (обработчиков), делегируемых для обработки события. Делегируемые методы выполняются в определенной точке кода и при выполнении определенного условия, т. е. при определенном событии. Например, при опросе очереди событий от мышки обнаруживается, что клавиша мышки была нажата — click-событие. Если цепочка делегатов click-события не пуста, все делегаты из цепочки вызываются при наступлении события.

константы (const) — неизменные поля данных, имеющие одинаковые значения для всех экземпляров класса; интерфейсы не имеют констант;

операторы (operator) — это операторы из числа стандартных операторов арифметических и логических действий, операторов сравнения и т. п., действия которых переопределяются в отношении объектов описываемого класса;

конструкторы (constructor) — специальные методы, носящие имя класса и вызываемые при создании экземпляра класса — объекта; интерфейсы не имеют конструкторов;

деструктор (destructor) — специальный метод (может быть только один на класс и только в классах типа class), код которого выполняется непосредственно перед тем, как экземпляр класса перестает быть доступным («возвращается в кучу»).

Кроме того, в структуру типов class и struct могут входить описания вложенных типов class, struct, delegate, enum, interface, но не пространств имен (namespace).

Членами класса типа interface могут быть только свойства, методы, события и индексаторы.

Описание одного типа class, struct или interface может охватывать несколько компилируемых модулей (частичное, или partial описание), но в любом случае должно принадлежать одной сборке (assembly).

Библиотека классов (Class Library).

Платформа .NET содержит библиотеку классов. Классы библиотеки имеют свои собственные имена, но доступ к ним осуществляется через расширенные (или, полные) имена. Например, базовый класс, наследниками которого являются все остальные классы библиотеки, имеет собственное имя Object. Полное его имя System. Object, так как класс Object принадлежит пространству имен System. Еще один пример. Класс Stream (поток) принадлежит пространству имен System. IO (Input-Output) и имеет полное имя System.IO.Stream. Пространство имен IO является вложенным в пространство имен System.

Физически библиотека классов находится в исполняемых модулях (сборках, или assemblies) типа .dll (библиотека классов). К этим модулям относятся mscorlib. dll, System. dll, System.Data.dll и т. д. Названия пространств имен не обязательно совпадают с именами модулей. Так классы System. Object и System.IO.Stream физически находятся в модуле mscorlib.dll. А, например, класс DataSet принадлежит пространству имен System. Data и находится в модуле System.Data.dll.

Среда и настройки Прежде всего, следует установить на компьютере среду программирования (IDE — Integrated Development Environment), содержащую средства, необходимые для программирования на языке C#. Хотя тексты предлагаемых ниже примеров можно набирать и в обычном текстовом редакторе (например, в Блокноте), но транслятор с языка C# в любом случае необходим. Удобнее с самого начала работать в готовой среде. В дальнейшем мы предполагаем, что у читателя установлена среда MS Visual Studio 2005.

Все команды, которые мы будем использовать (их число невелико), находятся в различных меню среды. Ссылки на эти команды мы будем писать в форме, к примеру, File.New.Project… Здесь File имя меню, New — команда из меню File, Project… — команда подменю команды New. Многоточие в конце имени команды означает, что ее выполнение приводит к появлению диалогового окна.

Среда имеет кнопки быстрого вызова многих команд меню, расположенные непосредственно под строкой меню. Кнопки сгруппированы в отдельные панели — Toolbars. Присутствие на экране панелей и кнопок регулируется настройками среды командой Tools. Customize… В появившемся окне на странице Toolbars регулируется наличие на экране отдельных панелей инструментов, а на странице Commands — отдельных кнопок на панели. Для добавления к Toolbars кнопки с командой, например, Open Project обратитесь к странице Commands. В категории команд File (список категорий находится слева) найдите в правом списке команду Open Project. Нажав левую кнопку мышки, «захватите» эту команду и перенесите ее в какое-либо место стандартной панели. Удалить кнопку с панели можно обратным маневром — «захват» и перенос в окно настроек.

На той же странице Commands имеется кнопка Keyboard… Она позволяет перейти к окну настроек сочетаний клавиш для быстрого вызова отдельных команд меню. По желанию можно выбрать любое сочетание клавиш для вызова любой команды меню.