Программирование на языке С#: разработка консольных приложений

Программирование на языке С#: разработка
консольных приложений

2-е издание, исправленное

Кудрина Е.В.
Огнева М.В.
Портенко М.С.

Национальный Открытый Университет “ИНТУИТ”
2016

2

Программирование на языке С#: разработка консольных приложений/ Е.В. Кудрина , М.В. Огнева ,
М.С. Портенко - М.: Национальный Открытый Университет “ИНТУИТ”, 2016

Курс предназначен для изучения языка С# и особенностей разработки консольных приложений в
среде Visual Studio.
В качестве среды разработки консольных приложений рассматривается Visual Studio .Net, которая
представляет собой мощный и удобный интерфейс написания, корректирования, отладки и запуска
приложений, и использует .NET совместимые языки.

(c) ООО “ИНТУИТ.РУ”, 2009-2016
(c) Кудрина Е.В., Огнева М.В., Портенко М.С., 2009-2016

3

Платформа Microsoft .Net Framework 2.0

Вводная лекция. В ней рассматриваются основные составляющие платформы Microsoft
.Net Framework 2.0.

Совокупность средств, с помощью которых программы пишутся, корректируются,
преобразуются в машинные коды, отлаживаются и запускаются, называют средой
разработки или оболочкой. Платформа .Net или .Net Framework – это больше чем
просто среда разработки программ, это новое революционное объединение ранее
разрозненных технологий компанией Microsoft, которые позволяют разрабатывать
разнотипные приложения на различных языках программирования под различные
операционные системы.

.NET Framework является надстройкой над операционной системой, в качестве которой
может выступать любая версия Windows, Unix и вообще любая ОС (по заверению
разработчиков), и состоит из ряда компонентов. Так, .NET Framework включает в себя:

1. Четыре официальных языка: С#, VB.NET, Managed C++ и JScript .NET.
2. Общеязыковую объектно-ориентированную среду выполнения CLR (Common

Language Runtime), совместно используемую этими языками для создания
приложений.

3. Ряд связанных между собой библиотек классов под общим именем FCL

(Framework Class Library).

Основным компонентом платформы .NET Framework является общеязыковая среда
выполнения программ CLR. Название среды – “общеязыковая среда выполнения” говорит само за себя: это исполняющая среда, которая подходит для различных языков
программирования. К функциям CLR относятся:

1. двухшаговая компиляция: преобразование программы, написанной на одном из

языков программирования в управляемый код на промежуточном языке
(Microsoft Intermediate Language, MSIL, или просто IL), а затем преобразование ILкода в машинный код конкретного процессора, который выполняется с помощью
виртуальной машины или JIT-компилятора (Just In Time compiler компилирование точно к нужному моменту);

2. управление кодом: загрузка и выполнение уже готового IL-кода с помощью JIT
компилятора;

3. осуществление доступа к метаданным с целью проверки безопасности кода;
4. управление памятью при размещении объектов с помощью сборщика мусора

(Garbage Collector);

5. обработка исключений и исключительных ситуаций, включая межъязыковые

исключения;

6. осуществление взаимодействия между управляемым кодом (код, созданный для

СLR) и неуправляемым кодом;

7. поддержка сервисов для разработки разнотипных приложений.

Следующим компонентом .Net Framework является FCL – библиотека классов

4

платформы. Эта библиотека разбита на несколько модулей таким образом, что имеется
возможность использовать ту или иную ее часть в зависимости от требуемых
результатов. Так, например, в одном из модулей содержатся “кирпичики”, из которых
можно построить Windows-приложения, в другом — “кирпичики”, необходимые для
организации работы в сети и т.д.

Часть FCL посвящена описанию базисных типов. Тип — это способ представления
данных; определение наиболее фундаментальных из них облегчает совместное
использование языков программирования с помощью .NET Framework. Все вместе это
называется Common Type System (CTS — единая система типов).

Кроме того, библиотека FCL включает в себя Common Language Specification (CLS –
общая языковая спецификация), которая устанавливает: основные правила языковой
интеграции. Спецификация CLS определяет минимальные требования, предъявляемые
к языку платформы .NET. Компиляторы, удовлетворяющие этой спецификации,
создают объекты, способные взаимодействовать друг с другом. Поэтому любой язык,
соответствующий требованиям CLS, может использовать все возможности библиотеки
FCL.

Как уже отмечалось, основными языками, предназначенными для платформы .NET
Framework, являются С#, VB.NET, Managed C++ и JScript .NET. Для данных языков
Microsoft предлагает собственные компиляторы, переводящие программу в IL-код,
который выполняется JIT-компилятором среды CLR. Кроме Microsoft, еще несколько
компаний и академических организаций создали свои собственные компиляторы,
генерирующие код, работающий в CLR. На сегодняшний момент известны
компиляторы для Pascal, Cobol, Lisp, Perl, Prolog и т.д. Это означает, что можно
написать программу, например, на языке Pascal, а затем, воспользовавшись
соответствующим компилятором, создать управляемый код, который будет работать в
среде CLR.

Понятия приложения, проекта, решения

.NET Framework не налагает никаких ограничений на возможные типы создаваемых
приложений. Тем не менее, давайте рассмотрим некоторые наиболее часто
встречающиеся типы приложений:

1. Консольные приложения позволяют выполнять вывод на “консоль”, то есть в окно

командного процессора.

2. Windows-приложения, использующие элементы интерфейса Windows, включая

формы, кнопки, флажки и т.д.

3. Web-приложения представляют собой web-страницы, которые могут

просматриваться любым web-браузером.

4. Web-сервисы представляют собой распределенные приложения, которые

позволяют обмениваться по Интернету практически любыми данными с
использованием единого синтаксиса независимо от того, какой язык
программирования применялся при создании web-службы и на какой системе она

5

размещена.

Приложение, находящееся в процессе разработки, называется проектом. Несколько
приложений могут быть объединены в решение (solution).

Удобной средой разработки приложений является Visual Studio .Net.

Среда разработки Visual Studio .Net

В данном курсе мы будем изучать язык С#. Знакомство с языком начнем с разработки
консольных приложений. В качестве среды разработки мы будем использовать Visual
Studio .Net (VS).

Можно создавать файлы с исходным кодом на С# с помощью обычного текстового
редактора, например, Блокнота, и компилировать их в управляемые модули с помощью
компилятора командной строки, который является составной частью .NET Framework.
Однако наиболее удобно для этих целей использовать VS, потому что:

1. VS автоматически выполняет все шаги, необходимые для компиляции исходного

кода.

2. Текстовый редактор VS настроен для работы с теми языками, которые

поддерживаются VS, например С#, поэтому он может интеллектуально
обнаруживать ошибки и подсказывать в процессе ввода, какой именно код
необходим.

3. В состав VS входят программы, позволяющие создавать Windows- и Web
приложения путем простого перетаскивания мышью элементов пользовательского
интерфейса.

4. Многие типы проектов, создание которых возможно на С#, могут разрабатываться

на основе “каркасного” кода, заранее включаемого в программу. Вместо того
чтобы каждый раз начинать с нуля, VS позволяет использовать уже имеющиеся
файлы с исходным кодом, что уменьшает временные затраты на создание проекта.

Создание первого проекта

Для создания проекта следует запустить VS, а затем в главном меню VS выбрать
команду File – New - Project. После чего откроется диалоговое меню New Project (см.
рис.1.1).

6

Рис. 1.1. 

В поле Project types следует выбрать Visual C#, в поле Templates – Console Application.

В строчке Name введите имя приложения Hello. Обратите внимание на то, что это же
имя появится в строчке Solution Name. Уберите галочку в поле Create directory for
Application (пока мы создаем простое приложение, и нам нет необходимости
усложнять его структуру).

В строке Location определите положение на диске, куда нужно сохранять ваш проект.
И нажмите кнопку OK. Примерный вид экрана изображен на рис 1.2

7

Рис. 1.2. 

В правой верхней части располагается окно управления проектом Solution Explorer.
Если оно закрыто, то его можно включить командой View - Solution Explorer. В этом
окне перечислены все ресурсы, входящие в проект:

1. AssemblyInfo.cs – информация о сборке.

Компилятор в качестве результата своего выполнения создает так называемую
сборку – файл с расширением exe или dll, который содержит IL-код и метаданные.

2. System, System.Data, System.Xml – ссылки на стандартные библиотеки.
3. Program.cs - текст программы на языке C#.

Замечание. В других версиях VS сюда же включается файл с расширением ico,
отвечающий за вид ярлыка приложения.

В правой нижней части экрана располагается окно свойств Properties. Если оно
закрыто, то его можно включить командой View - Properties. В этом окне отображаются
важнейшие характеристики выделенного элемента.

Основное пространство экрана занимает окно редактора, в котором располагается
текст программы, созданный средой автоматически. Текст представляет собой каркас,
в который программист будет добавлять нужный код. При этом зарезервированные
слова отображаются синим цветом, комментарии – зеленым, основной текст – черным.

Текст структурирован. Щелкнув на знак минус, мы скроем блок кода, щелкнув на знаке
плюс – откроем.

Откроем папку, содержащую проект, и рассмотрим ее структуру (см. рис.1.3). Файлы,
выделенные жирным шрифтом, появятся только после компиляции.

8

Рис. 1.3. 

На данном этапе особый интерес для нас будут представлять следующие файлы:

1. Hello.sln – основной файл, отвечающий за весь проект. Если необходимо открыть

проект для редактирования, то нужно выбрать именно этот файл. Остальные
файлы откроются автоматически.

2. Program.cs – файл, в котором содержится исходный код - код, написанный на

языке С#. Именно с этим файлом мы и будем непосредственно работать.

3. Hello.exe – файл, в котором содержатся сгенерированный IL-код и метаданные

проекта. Другими словами, этот файл и есть готовое приложение, которое может
выполняться на любом компьютере, на котором установлена платформа .Net.

Теперь рассмотрим сам текст программы.

using System – это директива, которая разрешает использовать имена стандартных
классов из пространства имен System непосредственно без указания имени
пространства, в котором они были определены.

Ключевое слово namespace создает для проекта свое собственное пространство имен,
которое по умолчанию называется именем проекта. В нашем случае пространство имен
называется Hello. Однако программист вправе указать другое имя. Пространство имен
ограничивает область применения имен, делая его осмысленным только в рамках
данного пространства. Это сделано для того, чтобы можно было давать имена
программным объектам, не заботясь о том, что они совпадут с именами в других
приложениях. Таким образом, пространства имен позволяют избегать конфликта имен
программных объектов, что особенно важно при взаимодействии приложений.

9

С# - объектно-ориентированный язык, поэтому написанная на нем программа будет
представлять собой совокупность взаимодействующих между собой классов.
Автоматически был создан класс с именем Program (в других версиях среды может
создаваться класс с именем Class1 ).

Данный класс содержит только один метод - метод Main(). Метод Main() является
точкой входа в программу, т.е. именно с данного метода начнется выполнение
приложения. Каждая программа на языке С# должна иметь метод Main ().

Замечание .Технически возможно иметь несколько методов Main() в одной программе,
в этом случае потребуется с помощью параметра командной строки сообщить
компилятору С#, какой именно метод Main() является точкой входа в программу.

Метод Main() имеет одну важную особенность. Перед объявлением типа
возвращаемого значения void (который означает, что метод не возвращает значение)
стоит ключевое слово static, которое означает что метод Main() можно вызывать, не
создавая объект типа Program.

Замечание. В некоторых версиях требуется, чтобы перед словом static стояло слово

public.

Добавим в метод следующий код:

Console.WriteLine("Hello!");

Здесь Console имя стандартного класса из пространства имен System. Его метод

WriteLine выводит на экран текст, заданный в кавычках

Для запуска программы следует нажать клавишу F5 или выполнить команду DebugStart Debugging.Если программа выполнена без ошибок, то сообщение выведется в
консольное окно, которое мелькнет и быстро закроется. Чтобы просмотреть сообщение
в нормальном режиме нужно нажать клавиши Ctrl+F5 или выполнить команду DebugStart Without Debugging.В нашем случае откроется следующее консольное окно:

Если код программы будет содержать ошибки, например, пропущена точка с запятой
после команды вывода, то после нажатия клавиши F5 откроется диалоговое окно, в
котором выведется сообщение о том, что обнаружена ошибка, и вопрос, продолжать ли
работу дальше. Если вы ответите Yes, то будет выполнена предыдущая удачно
скомпилированная версия программы. Иначе процесс будет остановлен и управление
передано окну списка ошибок Error List.

10