Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Программирование на языке C# Консольные и оконные приложения. Лабораторный практикум. Учебное пособие
.pdf
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
С.А. Рыбалка, Е.Ю. Титаренко, О.М. Гергет
ПРОГРАММИРОВАНИЕ НА ЯЗЫКЕ C#:
КОНСОЛЬНЫЕ И ОКОННЫЕ ПРИЛОЖЕНИЯ
Лабораторный практикум
Рекомендровано в качестве учебного пособия
Редакционно-издательским советом
Томского политехнического университета
Издательство
Томского политехнического университета
2021
УДК 004(075.8)
ББК 32.81я73
Р93
Рыбалка С.А.
Р93 Программирование на языке C#: Консольные и оконные приложения. Лаборатор-
ный практикум : учебное пособие / С.А. Рыбалка, Е.Ю. Титаренко, О.М. Гергет ; Томский политехнический университет. – Томск : Изд-во Томского политехнического университета, 2021. – 80 с.
ISBN 978-5-4387-0993-0
В пособии описываются структура интерфейса среды разработки MS Visual, элементы и
приемы работы при создании приложений консольного и оконного типа, основанных на принципах событийно-управляемого программирования.
Предназначено для студентов, обучающихся по направлению 01.03.02 «Прикладная математика и информатика». Может быть полезно для студентов других специальностей, изучающих основы программирования.
УДК 004(075.8)
ББК 32.81я73
Рецензенты
Доктор физико-математических наук
профессор кафедры АиКГ ФФ ТГУ
В.А. Авдюшев
Кандидат технических наук
научный сотрудник ИВТ СО РАН
О.С. Колобов
ISBN 978-5-4387-0993-0 © ФГАОУ ВО НИ ТПУ, 2021
© Рыбалка С.А., Титаренко Е.Ю.,
Гергет О.М., 2021
© Оформление. Издательство Томского
политехнического университета, 2021
Содержание
ВВЕДЕНИЕ ........................................................................................................................................ 4
Лабораторная работа № 1
Разработка простейших программ на языке C# в среде Microsoft Visual Studio ......................... 6
Лабораторная работа № 2
Использование условных операторов при реализации ветвящихся процессов ......................... 15
Лабораторная работа № 3
Использование оператора переключения при реализации ветвящихся процессов ........................ 18
Лабораторная работа № 4
Организация повторений на C# ...................................................................................................... 20
Лабораторная работа № 5
Использование строковых переменных для решения задач ........................................................ 25
Лабораторная работа № 6
Проектирование и разработка программ со структурами данных .............................................. 27
Лабораторная работа № 7
Проектирование и разработка программ с массивами данных ................................................... 30
Лабораторная работа № 8
Проектирование и разработка программ с использованием функций ....................................... 33
Лабораторная работа № 9
Разработка простейшего оконного приложения в среде MS VS C# ........................................... 37
Лабораторная работа № 10
Использование функций времени при разработке оконного
приложения в среде MS VS C# ...................................................................................................... 41
Лабораторная работа № 11
Разработка многооконного приложения в среде MS VS C# ........................................................ 45
Лабораторная работа № 12
Разработка приложения обработки матричных данных в среде Microsoft Visual Studio ........ 53
Лабораторная работа № 13
Разработка полнофункциональных приложений в среде MS Visual Studio C# ......................... 58
Лабораторная работа № 14
Создание приложения потокового чтения и записи данных на диск в среде MS VS C# ........ 66
Лабораторная работа № 15
Создание приложения с улучшенным интерфейсом в среде MS VS C# .................................... 72
Заключение ....................................................................................................................................... 78
Список литературы .......................................................................................................................... 79
3
ВВЕДЕНИЕ
Пособие представляет собой сборник методических материалов к лабораторным рабо-
там по дисциплинам «Информатика», «Практикум на ЭВМ» и «Языки и методы программирования».
Назначение учебного пособия – показать основные приемы создания приложений в
среде Microsoft Visual Studio на языке программирования C#. Материалы, изложенные в пособии, описывают базовые конструкции языка и элементы библиотеки классов .NET Framework, позволяющие строить визуальный интерфейс оконных приложений для операционной
системы Windows.
Материалы учебно-методического пособия содержат как теоретический материал, так и
практические примеры для выполнения лабораторных работ по изучению языка C#, а также
могут использоваться студентами при самостоятельной работе в объеме дисциплины.
Лабораторные работы соответствуют основным разделам дисциплины. Они проводятся
в аудиториях отделения информационных технологий ИШИТР ТПУ.
В каждой работе студентам предлагается разработать и изготовить приложение, наце-
ленное на изучение и практическое освоение отдельных конструкций объектно ориентированного языка C#. Изучаемый язык является отдельной ветвью развития широко распространенного языка C++. Содержит элементы новых технологий, более интегральных, чем в базовом языке,
и Pascal.
Система Microsoft Visual Studio – линейка продуктов компании Microsoft, включающих
интегрированную среду разработки программного обеспечения и ряд других инструментальных средств. Данные продукты позволяют разрабатывать как консольные приложения, так и
приложения с графическим интерфейсом, в том числе с поддержкой
Forms, а также веб-сайты, веб-приложения, веб-службы как в родном, так и в управляемом
кодах для всех платформ, поддерживаемых Windows, Windows Mobile, Windows CE, .NET
Framework, Xbox, Windows Phone .NET Compact Framework и Silverlight.
Пакет Visual Studio включает в себя редактор исходного кода с поддержкой технологии
IntelliSense и возможностью простейшего рефакторинга кода. Встроенный отладчик может
работать как отладчик уровня исходного кода, так и отладчик машинного уровня. Остальные
встраиваемые инструменты включают в себя редактор форм для упрощения создания графического интерфейса приложения, веб-редактор, дизайнер классов и дизайнер схемы базы
данных. Система Visual Studio позволяет создавать и подключать сторонние дополнения
(плагины) для расширения функциональности практически
бавление поддержки систем контроля версий исходного кода (как, например, Subversion и
Visual SourceSafe), добавление новых наборов инструментов (например, для редактирования
и визуального проектирования кода на предметно-ориентированных языках программирования) или инструментов для прочих аспектов процесса разработки программного обеспечения
(например, клиент Team Explorer для работы с Team Foundation Server).
История развития среды отсчитывает свое начало от времен появления персональных
компьютеров, с системы Basic для Altair 8080 в 1975 г. В 1991 г. система разработки стала
называться Microsoft Visual.
C# (произносится «си шарп») – объектно ориентированный язык программирования.
Разработан в 1998–2001 гг. группой инженеров под руководством Андерса Хейлсберга в
компании Microsoft как язык разработки приложений для платформы Microsoft .NET
Framework и впоследствии был стандартизирован как ECMA-334 и ISO/IEC 23270.
C# относится к семье языков с C-подобным синтаксисом, из них его синтаксис наибо-
лее близок к C++ и Java. Язык имеет статическую типизацию, поддерживает полиморфизм,
перегрузку операторов (в том числе операторов явного и неявного приведения типа), делегаты, атрибуты, события, свойства, обобщённые типы и методы, итераторы, анонимные функции с поддержкой замыканий, LINQ, исключения, комментарии в формате XML.
Переняв многое от своих предшественников – языков C++, Pascal, Модула, Smalltalk и,
в особенности, Java – С#, опираясь на практику их использования, исключает некоторые мо-
и тем не менее не снижающих гибкость и мощь универсального языка типа C++
технологии Windows
на каждом уровне, включая до-
4
дели, зарекомендовавшие себя как проблематичные при разработке программных систем.
Например, C# в отличие от C++ не поддерживает множественное наследование классов
(между тем допускается множественное наследование интерфейсов).
C# разрабатывался как язык программирования прикладного уровня для CLR, и как та-
ковой зависит прежде всего от возможностей самой CLR. Это касается в первую очередь системы типов C#, которая отражает BCL. Присутствие или отсутствие тех или иных выразительных особенностей языка диктуются тем, может ли конкретная языковая особенность
быть транслирована в соответствующие конструкции CLR. Так, с развитием CLR от версии
1.1 к 2.0, значительно обогатился и сам C#; подобного взаимодействия следует ожидать и в
дальнейшем (однако эта закономерность была нарушена с выходом C# 3.0, представляющего
собой расширения языка, не опирающиеся на расширения платформы .NET). CLR предоставляет C#, как и всем другим .NET-ориентированным языкам, многие возможности, которых лишены «классические» языки программирования. Например, «Сборка мусора» не реализована в самом C#, а производится CLR для программ, написанных на C# точно так же, как
это делается для программ на VB.NET, J# и др.
5
Лабораторная работа № 1
Разработка простейших программ на языке C# в среде Microsoft Visual Studio
Цель работы: получить основные навыки при создании консольных приложений для
Windows в среде Microsoft Visual Studio.
Методические указания
Прежде чем приступить к выполнению задания к лабораторной работе, прочитайте ме-
тодические указания.
Программирование под Windows
В отличие от задач, работающих под управлением MS-DOS, почти каждая (за редким
исключением) задача под Windows во время выполнения представлена на рабочем столе
в виде окна и имеет хотя бы минимальные средства ведения диалога с пользователем
Оконное представление программ отвечает условиям, накладываемым на систему многозадачностью, т. к. несколько приложений одновременно не могут выводить свою информацию
в одно и то же место.
В любой момент времени одно из окон «находится в фокусе» (является «активным») и
потоки вводимой информации направляются операционной системой в программу, которой
принадлежит это
систему Windows, создание программ для Windows требует от разработчика написания
огромного кода, описывающего окна программы, их элементы и взаимодействие этих окон и
элементов. Избавиться от огромного труда при создании программ возможно, если использовать одну из визуальных систем программирования, например Microsoft Visual C#.
Полноценная работа в среде программирования Microsoft Visual C# возможна, если
пользователь уже имеет практические навыки в написании программ, причем не простейших, а программ, выполненных в стиле объектно ориентированного и модульного программирования.
Поэтому на начальном этапе изучения языка C# имеет смысл не затрагивать особенно-
сти и элементы разработки оконных приложений для Win32, а сосредоточиться только на
изучении синтаксиса. Среда Microsoft Visual Studio предоставляет такие возможности. В рамках этой среды можно создавать консольные приложения – простейшие программы, подобные приложениям MS-DOS.
Такие программы по своим характеристикам сходны с программами MS-DOS и пред-
ставляют собой утилиты – узкоспециализированные программы, нацеленные на решение, как правило, одной конкретной задачи. При запуске таких программ в Windows они
отображаются в окнах, подобных окнам программ MS-DOS. Разработка подобных программ
выполняется аналогично программам для ОС MS-DOS.
окно. И хотя подавляющая часть ресурсов встроена в саму операционную
.
Запуск Microsoft Visual Studio для работы в среде разработки
Запуск среды Microsoft Visual Studio для разработки программы в Microsoft Visual C#
осуществляется из главного меню системы Windows, которое вызывается из главного меню
(по кнопке ПУСК) на панели задач.
При запуске Visual Studio появляется начальная страница со списком последних проек-
тов (рис. 1.1а), а также командами Создание проекта и Открытие проекта (New project и
Open project). Нажмите команду Создание проекта (New project).
Стартовое окно создания нового проекта имеет вид, как это показано на рис. 1б.
Справа в списке типов проектов необходимо выбрать вариант «Консольное приложе-
ние (.NET Framework)» (примерно в первой трети списка). Затем нажать кнопку ДАЛЕЕ
(внизу справа).
6
Рис. 1а. Стартовый вид окна среды Microsoft Visual Studio
Рис. 1б. Диалоговое окно создания нового проекта
7
Если проект такого типа уже создавался, то такой шаблон отобразится в левой колонке
«Последние шаблоны проектов» и, возможно, он там единственный. Иначе его надо откры-
вать через кнопку «Открыть проект или решение» или непосредственно из папки, содержащий проект, на личном диске. Для этого необходимо кликнуть по имени файла, имеющего
расширение .sln.
Слева в списке шаблонов приведены языки программирования, которые поддерживает
данная версия Visual Studio: убедитесь, что там выделен раздел Visual C#. В средней части
приведены типы проектов, которые можно создать. В данном пособии показаны примеры
разработки проектов двух типов:
1. Консольные приложения (.NET Framework) – приложения, запускаемые из команд-
ной строки, но разрабатываемые средствами объектно ориентированного программирования
(ООП).
2. Приложение Windows Forms (.NET Framework) – данный тип проекта позволяет со-
здать полноценное приложение с окнами и элементами управления (кнопками, полями ввода
и пр.). Такой вид приложения наиболее привычен большинству пользователей Windows.
Для проектов консольного типа необходимо выбрать строку Консольное приложение
(.NET Framework).
Далее открывается диалоговое окно для создания заготовки для проекта (рис. 1в). В нём
указываются наименование проекта и папка, в которую необходимо расположить папку с
проектом.
Рис. 1в. Диалоговое окно задания названия и папки для нового проекта
Необходимо помнить! Под каждый проект (программу) необходимо создавать от-
дельную папку, которая должна располагаться на личном диске в папке для проектов. Техно-
логия создания следующая:
В поле «Имя проекта» введите желаемое имя проекта (например, Lab1). В поле
«Расположение» необходимо указать папку, где будет размешаться папка с проектом. Кноп-
кой <…> (справа) откройте стандартное окно выбора папки и выберите там существующую
папку. Это должна быть папка на личном диске, предназначенная для проектов MS VS или
папка внутри
В пункте «Поместить решение и проект в одной папке» желательно поставить галочку.
В поле «Платформа» оставить значение «.NET Framework 4.7.2».
Нажмите кнопку <Создать>. Через несколько секунд Visual Studio создаст проект
этой папки.
и вы сможете увидеть на экране картинку, подобную представленной на рис. 2.
8
4
1
2
3
Рис. 2. Главное окно проекта при разработке в среде Visual Studio
Основные окна Microsoft Visual Studio
Основными окнами1 Microsoft Visual Studio являются:
окно 1 – главное меню среды разработки и панель инструментов;
окно 2 – окно «Обозреватель решения», в котором изображается дерево файлов про-
екта; оно содержит три вкладки (заголовки внизу):
менеджер проекта «Обозреватель решения»;
менеджер командной работы Team Explorer;
дерево классов проекта «Представление классов»;
окно 3 – свойства проекта; свойства компонентов отображаются при разработке
приложений оконного типа;
окно 4 – окно вывода результатов; в этом окне тоже несколько вкладок для вывода
сообщений о результатах компиляции, список закладок по тексту программы и т. п.
При работе с несколькими модулями (файлами и формами) программист открывает не-
обходимые редакторы для каждого текстового модуля и дизайнеры для каждой из форм.
Центральное окно содержит вкладки
(названия вверху окна) для одного или нескольких файлов проекта. Оно является многооконным, но переходить от окна к окну (в том числе и к
странице приглашения) можно по заголовкам вкладок.
Главное меню среды располагается, как и в любом окне Windows, под строкой заголов-
ка окна. Назначение многих команд стандартно для приложений Windows.
Команды главного меню программы MS Visual разделены на несколько разделов:
1) Файл – набор команд по открытию и сохранению проектов и файлов;
2) Правка – набор команд для работы с буфером обмена и компонентами текущей
формы, поиска по тексту, работы с маркерами;
3) Вид – набор команд визуализации различных элементов (окна, панели) среды разра-
ботчика;
1
Номера элементов интерфейса (окон) указаны цифрами красного цвета. Такое положение окон по умолчанию.
Но в ходе работы программист может изменять расположение окон, закрывать и открывать их по необходимости.
9
4) Проект – набор команд по работе с проектом: добавление или исключение элемен-
тов из проекта и настройка параметров проекта;
5) Сборка – набор команд компиляции и настройке параметров компиляции;
6) Отладка – набор команд по запуску, отладке и трассировке приложения;
7) Тест, Анализ, Средства, Расширения, Окно, Справка – содержат наборы команд по
работе с крупными проектами и настройке элементов среды, а также вызов помощи по командам и компонентам Visual.
При закрытии главного окна происходит выход из среды.
Проект MS Visual C#
При создании работы над приложениями в среде MS Visual C# необходимо хранить
множество файлов:
с кодами/текстами программ (исходные коды, объектные, загрузочные);
информацией об окнах среды
информацией о связях между файлами;
информацией о внесенных изменениях и др.
2
;
Эти файлы специальным образом структурированы и связаны между собой – достаточ-
3
но удалить один файл из этой связки и среда может
не суметь собрать конечный файл .EXE.
Набор таких логически связанных файлов называется проектом.
Организация файлов в виде проекта позволяет среде разработчика разделять элементы
различного назначения в различные файлы, следить за изменениями в проекте и учитывать
эти изменения в процессе компиляции. При такой организации проекта программист рабо-
тает только с теми файлами,
которые требуют модификации. Так, например, при созда-
нии первых проектов начинающий программист работает только с файлом исходного кода
программы. В дальнейшем, по мере освоения и при необходимости, он редактирует другие
файлы. При этом редактирование может выполняться или непосредственно файлов, если
они, для примера, в текстовом формате; или выполнять необходимые настройки в диалоговых окнах среды, а уже среда вносит сделанные изменения в соответствующие файлы.
Технология создания консольного приложения в среде MS Visual
Как это было сказано выше, проект в среде MS Visual состоит из нескольких файлов,
логически связанных между собой. И поэтому их целесообразно хранить в единой папке,
чтобы не растерять файлы4, относящиеся к единому проекту, на необъятных просторах дискового пространства компьютера, и не испортить файлы другого проекта, т. е. по умолчанию
система предлагает одинаковые имена.
Рекомендация. Под каждый отдельный проект создания консольного приложения необ-
ходимо создавать отдельную папку. Желательно до создания проекта, чтобы тщательно
продумать и определить место размещения такой папки.
Создать новый проект можно в любой момент, даже при работе над текущим проектом.
Для этого достаточно выполнить команду меню Файл/Создать/Проект… и повторить процесс создания как описано выше.
Центральное место в окне среды разработчика MS Visual (см. рис. 2, 4) занимает окно с
редактором кода для создания консольного приложения в C#. В этом окне располагается
текст файла Program.cs. Имя файла предлагается системой по умолчанию. При создании
проекта (рис. 3) система предлагает пользователю шаблон-заготовку. Эта заготовка содержит
стандартный набор строк, как это показано на рис. 5.
2
Для проектов с оконным интерфейсом.
3
Но некоторые из файлов генерируются при каждой компиляции проекта. Удаление таких файлов безопасно.
При новой компиляции они опять сгенерируются.
4
Среда их будет искать именно в папке проекта.
10
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]