Введение в С#

0. Простейшие примеры (консольное приложение).

0.0. Ввод/вывод, параметры командной строки.

• hello.cs . Структура минимальной программы: minprog.cs . Программа с подпрограммами: minsubpr.cs . Общий вид программы: maxprog.cs .
• Вывод данных на экран (консольное приложение) осуществляется с помощью Console.WriteLine(...) и Console.Write(...), ввод с клавиатуры: string s = Console.ReadLine();. При вводе числовых данных строку s надо преобразовать в соответствующий числовой тип с помощью метода Parse для этого типа (т.е. int.Parse, double.Parse,...). См.: in_out.cs
• Параметры командной строки доступны из программы через массив args[0], args[1],..., указанный в качестве формального параметра метода static void Main(string[] args). См.: commandline.cs , commandline2.cs

0.1. Простейшие типы и управляющие конструкции.

• Начальный обзор основных действий с данными типов int, double, char, bool и string: simpletypes.cs
• Циклы (см. cycles.cs ):
  for(<инициализация> ; <условие> ; <пересчет параметров>){<тело>}

  while (<условие>) {<тело>} --- эквивалентно for(;<условие> ;){<тело>}

  do {<тело>} while (<условие>) ;

• Структурное ветвление (см. if_switch.cs ):
  if(<условие>){<операторы>} else{<операторы>}

  switch (<выражение>) {
  case <значение1> : <операторы> ; break;
  case <значение2> : <операторы> ; break;
  . . .
  default : <операторы> ; break;
  }

• Подпрограммы. В языке C# в роли подпрограмм выступают методы, вызываемые из других методов. Основные идеи использования подпрограмм можно продемонстрировать на примере единственного класса Program, в котором метод Main() ("главная" программа) вызыват другие методы этого же класса (подпрограммы). Синтаксически все они оформляются в виде функций:
  static <тип значения> F( <тип1><аргумент1>, <тип2><аргумент2>, ...)
  {
  <операторы>
  }
  Если подпрограмма не должна возвращать значения вызывающей ее программе, то в качестве типа значений указывается void (пустой тип). subr.cs

1. Массивы и строки.

• Специфика ссылочных типов: переменная обозначает объект, а хранит не его самого, а ссылку на его реальное расположение. Объект хранится в другом месте (в куче). Сам аппарат работы со ссылками скрыт от программиста. Специфика проявляется при присваивании x=y, после которого x и y становятся именами одного и того же значения, а не двух равных (т.е. одинаковых, но хранящихся в разных местах, как это происходит в случае типов-значений). Начальное размещение данных таким образом производит оператор new, вызываемый для инициализации переменных ссылочных типов. val_ref.cs (Иногда вызов происходит неявно.)
• arrays.cs
• strings.cs

2. Классы и структуры.

2.0. Основы.

• Классы -- основные конструкции языка (своего рода описания), задают одновременно тип (ссылочный) и схему-образец (м.б. неполную) для построения объектов, населяющих этот тип. Именно объекты, а не классы, исполняют всю работу (вычисления). Классы служат для проектирования объектов. simpleclass.cs
• Состав классов. Члены класса (members): поля, свойства, методы, ... Тот же состав имеют объекты этого класса. Статические члены (static) связаны с классом целиком, прочие (non-static) привязаны к объектам. Этим определяется форма вызова: cl.memb или obj.memb . Кроме того, имеются модификаторы доступа к классу и/или члену класса: public (без ограничений), private (только из данного класса), protected (только из данного класса и его наследников) и internal (для класса, только из данной сборки). simplemembers.cs
• Структуры в C# аналогичны классам, но задают типы-значения (а не ссылки). simplestruct.cs
• Типовые переменные. Они допускаются в определении класса, что приводит к заданию типов, зависящих от типовых параметров. Например, тип элементов массива является параметром в описании типа массива. Значение этого параметра задается при создании конкретных массивов (int[], char[], и т.д.). generics.cs
• О пространствах имен, "using System" и пр. namespaces.cs

2.1. Делегаты и функциональные типы

• Делегаты служат для того, чтобы передавать методы в качестве параметров другим методам. Объект-делегат -- это своего рода упаковка, в которую можно добавить одну или несколько функций (одинаковой сигнатуры, указанной в описании типа делегата). Метод, получающий упаковку, может ее вызвать, т.е. запустить все эти функции одну за другой, передав им всем одни и те же аргументы. delegates.cs .

  Тип делегата -- некоторый заменитель функционального типа A->B. Прогресс от введения такого типа в том, что он может быть использован в качестве типа формального параметра у метода; в коде метода нет необходимости писать истинные имена вызываемых функций. (Без такой возможности приходится передавать в качестве параметра весь объект целиком, но то для того, чтобы воспользоваться его методами, надо знать имена этих методов. ) Стандартный функциональный тип A->B получается, если договориться не добавлять в делегат более одной функции. Дополнительная возможность добавлять в делегат несколько функций хорошо работает в механизме обработки событий (см. ниже).

• Пример использования делегатов для разделения функций сервера (база данных; поддерживает хранение и цикл, который перебирает содержимое и применяет к элементам обработку, полученную от клиента) и клиента (поставляет известные ему способы обработки). bookstore.cs

2.2. Наследование, полиморфизм.

• Явление полиморфизма проявляется в возможности приписать объекту не один, а несколько типов. Такие объекты называются полиморфными. Полиморфные объекты оказываются более гибкими в использовании (т.к. тип определяет поведение и лимитирует использование объекта). Например, если объектам двух разных классов удастся приписать (дополнительный) общий тип T, то их можно обработать единым методом с формальным параметром типа T или сохранить в одном масссиве. Основным источником полиморфных объектов является наследование классов: объект класса-наследника получает 2 типа -- от своего и родительского класса.
• Наследование. В описании класса можно указать родительский класс, от которого он наследует. В этом случае все члены родительского класса (кроме private) автоматически добавляются к классу-наследнику и их не надо описывать заново. Имеется возможность переопределить некоторые свойства и методы родителя, сохранив их заголовки. Для этого надо в родительском классе описать их virtual, а в наследнике -- описать заново с модификатором override. inheritance.cs
• Интерфейс -- другой (лаконичный) способ задания типа объектов. В нем указываются только заголовки свойств и методов (полей нельзя). Чтобы построить объект этого типа надо сначала сделать класс, наследующий интерфейс и реализующий все объявленные в интерфейсе члены. Объекты этого класса будут иметь тип интерфейса и тип класса. Так обходится ограничение на наследование: у класса может быть не более одного непосредственного класса-родителя, но может быть еще много дополнительных наследодателей-интерфейсов. Интерфейсы широко используются для задания типов формальных параметров у методов, предназначенных для обработки объектов из разных классов (аналогично типу общего родителя всех этих классов, но родитель -- один, а интерфейсов -- много). interfaces.cs
• Можно с пользой наследовать от двух интерфейсов с одинаково описанным в них методом, предлагая не общую реализацию этого метода, а две разные: InterfacesExplImpl.cs

2.3. Обработка событий.

• Событие -- объект-делегат специального вида. Он определяется вместе с методом "сотворить" это событие, вызов которого вставляется в код других методов (где надо творить; вспомните древний метод отладки, когда в нужных местах программы вставляли команды печати). Классы, реагирующие на событие, определяют методы-обработчики и добавляют их к делегату (подписываются). Метод "сотворить" грамотно вызывает делегат, в результате чего исполняются все методы-обработчики. Основное достижение -- возможность добавлять (и убирать) обработчики, не залезая в код модулей, порождающих событие. simpleevents.cs
• Механизм обработки событий широко используется в при программмировании управляющих элементов (Controls) экранных форм. В простейшем случае (см. f.cs ) класс формы (наследник класса Form из пространства имен System.Windows.Forms) состоит из
  • полей -- управляющих элементов,
  • конструктора формы -- инициализирует и настраивает поля, после чего добавляет их к списку активных элементов формы командой
    this.Controls.Add(<имя поля>);
  • и методов -- обработчиков событий, порожденных элементами управления.
  Основная программа (метод Main() ) создает объект-форму
  new <конструктор формы>()
  и запускает ее с помощью
  Application.Run( <объект-форма> )

  Пространство имен System.Windows.Forms содержит заготовки для большинства управляющих элементов (классы Button, TextBox, ComboBox, Label, ListView и пр.), которые следует использовать в объявлении полей экранной формы.

  В состав стандартного элемента управления уже включены свойства, управляющие его видом и положением внутри формы, а также события, с которыми он может работать. Элемент управления наблюдает за функционированием внешних устройств (мыши, клавиатуры и пр.) и в соответствующие моменты "творит" доступные ему события. Настройка состоит в задании нужных значений для свойств и подписке на события, т.е. добавлению к соответствующему делегату метода-обработчика. Например, элемент управления button1 класса Button имеет событие Click, которое он "творит" всякий раз, когда пользователь кликнет мышью по изображению кнопки на экране. Форма подписывается на это событие командой
  button1.Click += new EventHandler(button1_Click);
  и описывает отдельно метод
  void button1_Click(object sender, EventArgs e)
  {
  <что делать по щелчку мыши>
  }
  Для всех событий в составе станартных элементов управления предусмотрен один стандартный тип-делегат EventHandler, котрый описан в том же пространстве имен. Именно он должен быть использован при добавлении методов-обработчиков к событию и все методы-обработчики для этих событий должны иметь одинаковую сигнатуру, указанную выше в заголовке метода: void <имя метода>(object sender, EventArgs e).

• Visual Studio 2005 предоставляет удобные средства разработки управляющих элементов и экранных форм в интерактивном режиме. Следует создать проект по заготовленному шаблону WindowsApplication и перетаскивать мышью нужные управляющие элементы из окошка ToolBox в форму, после чего настроить их через окно свойств.

  Все же приведем наиболее часто используемые свойства и события основных стандартных элементов управления (в интерактивном режиме все свойства и события доступны и настраиваются из окна свойств управляющего элемента).

  • Button
  • TextBox
  • Label
  • ListBox
  • ListViewAndImages.cs
  • ConsAppWithForms.cs

3. Работа с файлами.

3.0. Файлы данных.

• "Бинарные" файлы служат для записи и чтения данных простых типов-значений (напр., числовых данных). Средства для работы с ними расположены в System.IO. Доступ осуществляется так:
  1) Открытие файла: создается поток (FileStream), связанный с файлом. Варианты отрытия задаются указываемыми при создании потока параметрами FileMode (FileMode.CreateNew, FileMode.Open, FileMode.Append) и FileAccess (FileAccess.Read, FileAccess.Write). В результате, в частности, оказывается выбранным текущее положение в файле (текущая компонета; это положение можно изменить методом < имя потока > .Seek.)
  2) Создается устройство доступа к потоку --- reader или writer. Оно имеет соответствующий метод (Read или Write), позволяющий прочитать или записать текущую компоненту. Его можно вызывать многократно. Принцип доступа --- последовательный: при каждом чтении/письме текущей _автоматически_ оказывается следующая компонента.
  3) После завершения работы надо закрыть устройство (reader/writer) и весь поток. Они имеют соответствующие методы Close().
  Примеры: datafiles.cs
• "Текстовые" файлы хранят текст (разбит на строки; кодировка utf-8). Принципы доступа содержательно те же, но оформляются специфическим образом. См. примеры: readingtext.cs , writingtext.cs .
• Получение списка файлов каталога: , dir.cs .

3.1. Создание и использование динамических библиотек (DLL).

3.2. Загрузка и вызов других сборок (.exe). appdomains.cs .