C# Программирование на языке высокого уровня. Среда разработки Microsoft Visual Studio.NET

Объектно-ориентированная технология создания программ. Среда разработки Visual Studio.NET. Особенности среды Microsoft Visual Studio 2010. Приложения C# для расчетов по формулам, консольный ввод-вывод. Форматирование значений данных. Программы с циклами.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

C# Программирование на языке высокого уровня. Среда разработки Microsoft Visual Studio.NET



ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ПРАВИЛА ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7

ЛИТЕРАТУРА



ВВЕДЕНИЕ.

Платформа .NET

Программист пишет программу, компьютер ее выполняет. Программа создается на языке, понятном человеку, а компьютер умеет исполнять только программы, написанные на его языке - в машинных кодах.

Совокупность средств, с помощью которых программы пишут, корректируют, преобразуют в машинные коды, отлаживают и запускают, называют средой разработки. Среда разработки обычно содержит:

• текстовый редактор, предназначенный для ввода и корректировки текста программы;

• компилятор, с помощью которого программа переводится с языка, на котором она написана, в машинные коды;

• средства отладки и запуска программ;

• общие библиотеки, содержащие многократно используемые элементы программ;

• справочную систему и другие элементы.

Платформа .NET (произносится «дот нэт») включает не только среду разработки для нескольких языков программирования, называемую Visual Studio.NET, но и множество других средств, например, механизмы поддержки баз данных, электронной почты и коммерции необходимых для интенсификации труда программиста.

Важнейшими задачами при создании программ в настоящее время становятся:

• переносимость - возможность выполнения на различных типах компьютеров;

• безопасность - невозможность несанкционированных действий;

• надежность - способность выполнять необходимые действия в определённых условиях.

• использование готовых компонентов - для ускорения разработки;

• межъязыковое взаимодействие - возможность применять одновременно несколько языков программирования. Платформа .NET позволяет успешно решать все эти задачи.

Для обеспечения переносимости компиляторы, входящие в состав платформы, переводят программу не в машинные коды, а в промежуточный язык MSIL (Microsoft Intermediate Language), или просто IL), который не содержит команд, зависящих от языка, операционной системы и типа компьютера. Программа на этом языке выполняется не самостоятельно, а под управлением системы, которая называется общеязыковой средой выполнения (Common Language Runtime, CLR).

Среда CLR может быть реализована для любой операционной системы. При выполнении программы CLR вызывает так называемый JIT-компилятор, переводящий код с языка IL в машинные команды конкретного процессора, которые немедленно выполняются. JIT означает «just in time», что можно перевести как «во время», то есть компилируются только те части программы, которые требуется выполнить в данный момент. Каждая часть программы компилируется один раз и сохраняется в памяти для дальнейшего использования.

Схема выполнения программы при использовании платформы .NET приведена на рис. 1.



Размещено на

Рис. 1. Схема выполнения программы в .NET

Компилятор в качестве результата своего выполнения создает так называемую сборку - файл с расширением ехе или dll, который содержит код на языке IL и метаданные. Метаданные представляют собой сведения об объектах, используемых в программе, а также сведения о самой сборке. Они позволяют организовать межъязыковое взаимодействие, обеспечивают безопасность и облегчают развертывание приложений, то есть установку программ на компьютеры пользователей.

Во время работы программы среда CLR следит за тем, чтобы выполнялись только разрешенные операции, осуществляет распределение и очистку памяти и обрабатывает возникающие ошибки. Это многократно повышает безопасность и надежность программ.

Платформа .NET содержит огромную библиотеку классов, которые можно использовать при программировании на любом языке .NET. Её изучение - трудоёмкая, но необходимая задача.

Платформа .NET рассчитана на объектно-ориентированную технологию создания программ, поэтому прежде чем начинать изучение языка С#, необходимо познакомиться с основными понятиями объектно-ориентированного программирования (ООП).

Принципы ООП проще всего понять на примере программ моделирования. В реальном мире каждый предмет или процесс обладает набором статических и динамических характеристик, иными словами, свойствами и поведением. Поведение объекта зависит от его состояния и внешних воздействий. Например, объект «автомобиль» никуда не поедет, если в баке нет бензина, а если повернуть руль, изменится положение колес. Объект представляется как совокупность данных, характеризующих его состояние, и функций их обработки, моделирующих его поведение. Вызов функции на выполнение часто называют посылкой сообщения объекту.

При создании объектно-ориентированной программы предметная область представляется в виде совокупности объектов. Выполнение программы состоит в том, что объекты обмениваются сообщениями. Это позволяет использовать при программировании понятия, более адекватно отражающие предметную область.

Для моделирования реального объекта с помощью программного обеспечения выделяют его существенные особенности. Их набор зависит от цели моделирования. Выделение существенных с той или иной точки зрения свойств называется абстрагированием. Таким образом, программный объект - это абстракция.

Важным свойством объекта является его обособленность. Детали реализации объекта, то есть внутренние структуры данных и алгоритмы их обработки, скрыты от пользователя объекта и недоступны для непреднамеренных изменений. Объект используется через его интерфейс - совокупность правил доступа.

Скрытие деталей реализации называется инкапсуляцией (от слова «капсула»). Таким образом, объект является «черным ящиком», замкнутым по отношению к внешнему миру. Это позволяет представить программу в укрупненном виде - на уровне объектов и их взаимосвязей, а следовательно, управлять большим объемом информации и успешно отлаживать сложные программы.

Сказанное можно сформулировать более кратко и строго: объект - это инкапсулированная абстракция с четко определенным интерфейсом.

Инкапсуляция позволяет изменить реализацию объекта без модификации основной части программы, если его интерфейс остался прежним. Простота модификации является очень важным критерием качества программы, ведь любой программный продукт в течение своего жизненного цикла претерпевает множество изменений и дополнений. Кроме того, инкапсуляция позволяет использовать объект в другом окружении и быть уверенным, что он не испортит не принадлежащие ему области памяти, а также создавать библиотеки объектов для применения во многих программах.

В мире пишется огромное количество новых программ, и важнейшее значение приобретает возможность многократного использования кода. Преимущество объектно-ориентированного программирования состоит в том, что для объекта можно определить наследников, корректирующих или дополняющих его поведение. При этом нет необходимости не только повторять исходный код родительского объекта, но даже иметь к нему доступ.

Наследование является мощнейшим инструментом ООП и применяется для следующих взаимосвязанных целей:

• исключения из программы повторяющихся фрагментов кода;

• упрощения модификации программы;

• упрощения создания новых программ на основе существующих.

Благодаря наследованию появляется возможность использовать объекты, исходный код которых недоступен, но в которые требуется внести изменения. Наследование позволяет создавать иерархии объектов. Иерархия представляется в виде дерева, в котором более общие объекты располагаются ближе к корню, а более специализированные - на ветвях и листьях. Наследование облегчает использование библиотек объектов, поскольку программист может взять за основу объекты, разработанные кем-то другим, и создать наследников с требуемыми свойствами.

Объект, на основании которого строится новый объект, называется родительским объектом, объектом-предком, базовым классом, или суперклассом, а унаследованный от него объект - потомком, подклассом, или производным классом.

ООП позволяет писать гибкие, расширяемые и читабельные программы. Во многом это обеспечивается благодаря полиморфизму, под которым понимается возможность во время выполнения программы с помощью одного и того же имени выполнять разные действия или обращаться к объектам разного типа.

Итак, объект это «инкапсуляция множества операций (методов), доступных для внешних вызовов, и состояния, запоминающего результаты выполнения указанных операций».

Достоинства ООП:

• использование при программировании понятий, близких к предметной области;

• возможность успешно управлять большими объемами исходного кода благодаря инкапсуляции, то есть скрытию деталей реализации объектов и у...