Лабораторная работа №2. Программирование линейных алгоритмов

Цель лабораторной работы: научиться составлять каркас простейшей программы в среде Visual Studio. Написать и отладить программу линейного алгоритма.

 

Структура приложения

Перед началом программирования необходимо создать проект. Проект содержит все исходные материалы для приложения, такие как файлы исходного кода, ресурсов, значки, ссылки на внешние файлы, на которые опирается программа, и данные конфигурации, такие как параметры компилятора.

Кроме понятия проект часто используется более глобальное понятие – решение (solution). Решение содержит один или несколько проектов, один из которых может быть указан как стартовый проект. Выполнение решения начинается со стартового проекта.

Таким образом, при создании простейшей C# программы в Visual Studio. Создается папка решения, в которой для каждого проекта создается подпапка проекта, в которой будут создаваться другие подпапки с результатами компиляции приложения.

Проект это основная единица, с которой работает программист. При создании проекта можно выбрать его тип, а Visual Studio создаст каркас проекта в соответствии с выбранным типом.

В предыдущей лабораторной работе мы попробовали создавать оконные приложения или иначе Приложения Windows Forms. Как пример другого типа проекта можно привести проект консольного приложения.

По своим "внешним" проявлениям консольные напоминают приложения DOS, запущенные в Windows. Тем не менее, это настоящие Win32-приложения, которые под DOS работать не будут. Для консольных приложений доступен Win32 API, а кроме того, они могут использовать консоль - окно, предоставляемое системой, которое работает в текстовом режиме и в которое можно вводить данные с клавиатуры. Особенность консольных приложений в том, что они работают не в графическом, а в текстовом режиме.

Проект в Visual Studio состоит из файла проекта (файл с расширением .csproj), одного или нескольких файлов исходного текста (с расширением .cs), файлов с описанием окон формы (с расширением .designer.cs), файлов ресурсов (с расширением .resx), а также ряда служебных файлах.

В файле проекта находится информация о модулях, составляющих

данный проект, входящих в него ресурсах, а также параметров построения программы. Файл проекта автоматически создается и изменяется средой Visual Studio и не предназначен для ручного редактирования.

Файл исходного текста – программный модуль предназначен для размещения текстов программ. В этом файле программист размещает текст программы, написанный на языке C#.Модуль имеет следующую структуру:

 

// Раздел подключенных пространств имен

using System;

 

// Пространство имен нашего проекта

namespace MyFirstApp

{

// Класс окна

public partial class Form1: Form

{

// Методы окна

public Form1()

{

InitializeComponent();

}

}

}

 

В разделе подключения пространств имен (каждая строка которого располагается в начале файла и начинается ключевым словом using) описываются используемые пространства имён. Каждое пространство имён включает в себя классы, выполняющие определённую работу, например, классы для работы с сетью располагаются в пространстве System.Net, а для работы с файлами – в System.IO. Большая часть пространств, которые используются в обычных проектах, уже подключена при создании нового проекта, но при необходимости можно дописать дополнительные пространства имён.

Для того чтобы не происходило конфликтов имён классов и переменных, классы нашего проекта также помещаются в отдельное пространство имен. Определяется оно ключевым словом namespace, после которого следует имя пространства (обычно оно совпадает с именем проекта).

Внутри пространства имен помещаются наши классы – в новом проекте это класс окна, который содержит все методы для управления поведением окна. Обратите внимание, что в определении класса присутствует ключевое слово partial, это говорит о том, что в исходном тексте представлена только часть класса, с которой мы работаем непосредственно, а служебные методы для обслуживания окна скрыты в другом модуле (при желании их тоже можно посмотреть, но редактировать вручную не рекомендуется).

Наконец, внутри класса располагаются переменные, методы и другие элементы программы. Фактически, основная часть программы размещается внутри класса при создании обработчиков событий.

При компиляции программы Visual Studio создает исполняемые.exe-файлы в каталоге bin.

Работа с проектом

Как вы видите, проект в Visual Studio состоит из многих файлов, и создание сложной программы требует хранения каждого проекта в отдельной папке. При создании нового проекта Visual Studio по умолчанию сохраняет его в отдельной папке. Рекомендуется создать для себя свою папку со своей фамилией внутри папки своей группы, чтобы все проекты хранились в одном месте. После этого можно запускать Visual Studio и создавать новый проект (как это сделать показано в предыдущей лабораторной работе).

Сразу после создания проекта рекомендуется сохранить его в подготовленной папке: Файл -> Сохранить всё. При внесении значительных изменений в проект следует еще раз сохранить проект той же командой, а перед запуском программы на выполнение среда обычно сама сохраняет проект на случай какого-либо сбоя. Для открытия существующего проекта используется команда Файл -> Открыть проект, либо можно найти в папке файл проекта с расширением. csproj и сделать на нём двойной щелчок.

Описание данных

Типы данных имеют особенное значение в С#, поскольку это строго типизированный язык. Это означает, что все операции подвергаются строгому контролю со стороны компилятора на соответствие типов, причем недопустимые операции не компилируются. Такая строгая проверка типов позволяет предотвратить ошибки и повысить надежность программ. Для обеспечения контроля типов все переменные, выражения и значения должны принадлежать к определенному типу. Такого понятия, как "бестиповая" переменная, в данном языке программирования вообще не существует. Более того, тип значения определяет те операции, которые разрешается выполнять над ним. Операция, разрешенная для одного типа данных, может оказаться недопустимой для другого.

В С# имеются две общие категории встроенных типов данных: типы значений и ссылочные типы. Они отличаются по содержимому переменной. Концептуально разница между ними состоит в том, что тип значения (value type) хранит данные непосредственно, в то время как ссылочный тип (reference type) хранит ссылку на значение.

Эти типы сохраняются в разных местах памяти: типы значений сохраняются в области, известной как стек, а ссылочные типы — в области, называемой управляемой кучей.

 

 

Рис.2.1 Панель элементов

 

· Целочисленные типы

В С# определены девять целочисленных типов: char, byte, sbyte, short, ushort, int, uint, long и ulong. Но тип char в основном применяется для представления символов и поэтому рассматривается отдельно. Остальные восемь целочисленных типов предназначены для числовых расчетов.

 

· Типы с плавающей точкой

Типы с плавающей точкой позволяют представлять числа с дробной частью. В С# имеются две разновидности типов данных с плавающей точкой: float и double. Они представляют числовые значения с одинарной и двойной точностью соответственно.

 

· Десятичный тип данных

Для представления чисел с плавающей точкой высокой точности предусмотрен также десятичный тип decimal, который предназначен для применения в финансовых вычислениях.

 

· Символы

В С# символы представлены не 8-разрядным кодом, как во многих других языках программирования, например С++, а 16-разрядным кодом, который называется юникодом (Unicode). В юникоде набор символов представлен настолько широко, что он охватывает символы практически из всех естественных языков на свете.

 

· Логический тип данных

Тип bool представляет два логических значения: "истина" и "ложь". Эти логические значения обозначаются в С# зарезервированными словами true и false соответственно. Следовательно, переменная или выражение типа bool будет принимать одно из этих логических значений.

 

· Строки

Основным типом при работе со строками является тип string, задающий строки переменной длины. Тип string представляет последовательность из нуля или более символов в кодировке Юникод. Класс String в языке C# относится к ссылочным типам. Над строками - объектами этого класса - определен широкий набор операций, соответствующий современному представлению о том, как должен быть устроен строковый тип. По сути, текст хранится в виде последовательной доступной только для чтения коллекции объектов Char.

 

Рассмотрим самые популярные данные – переменные и константы. Переменная - это ячейка памяти, которой присвоено некоторое имя и это имя используется для доступа к данным, расположенным в данной ячейке. Для каждой переменной задаётся тип данных – диапазон всех возможных значений для данной переменной.. Объявляются переменные непосредственно в тексте программы. Лучше всего сразу присвоить им начальное значение с помощью знака присвоения " = " (переменная = значение):

 

int a; // Только объявление

int b = 7; // Объявление и инициализация значением

 

Для того чтобы присвоить значение символьной переменной, достаточно заключить это значение (т.е. символ) в одинарные кавычки:

char ch; // Только объявление

char symbol = 'Z'; // Объявление и инициализация значением

 

Несмотря на то что тип char определен в С# как целочисленный, его не следует путать со всеми остальными целочисленными типами.

Частным случаем переменных являются константы. Константы - это переменные, значения которых не меняются в процессе выполнения программы. Константы описываются как обычная переменная, только с ключевым словом const впереди:

const int c = 5;