Введение. Предисловие. Программирование на С# 4.0

Предисловие. Программирование на С# 4.0

Программисты — люди требовательные, постоянно ищущие пути повышения производительности, эффективности и переносимости разрабатываемых ими программ. Они не менее требовательны к применяемым инструментальным средствам и особенно к языкам программирования. Существует немало языков программирования, но лишь немногие из них действительно хороши. Хороший язык программирования должен быть одновременно эффективным и гибким, а его синтаксис — кратким, но ясным. Он должен облегчать создание правильного кода, не мешая делать это, а также поддерживать самые современные возможности программирования, но не ультрамодные тенденции, заводящие в тупик. И наконец, хороший язык программирования должен обладать еще одним, едва уловимым качеством: вызывать у нас такое ощущение, будто мы находимся в своей стихии, когда пользуемся им. Именно таким языком и является С#.

Язык С# был создан корпорацией Microsoft для поддержки среды.NET Framework и опирается на богатое наследие в области программирования. Его главным разработчиком был Андерс Хейльсберг (Anders Hejlsberg) — известнейший специалист по программированию. С# происходит напрямую от двух самых удачных в области программирования языков: С и С++. От языка С он унаследовал синтаксис, многие ключевые слова и операторы, а от С++ — усовершенствованную объектную модель. Кроме того, С# тесно связан с Java — другим не менее удачным языком.

Имея общее происхождение, но во многом отличаясь, С# и Java похожи друг на друга как близкие, но не кровные родственники. В обоих языках поддерживается распределенное программирование и применяется промежуточный код для обеспечения безопасности и переносимости, но отличия кроются в деталях реализации. Кроме того, в обоих языках предоставляется немало возможностей для проверки ошибок при выполнении, обеспечения безопасности и управляемого исполнения, хотя и в этом случае отличия кроются в деталях реализации. Но в отличие от Java, язык С# предоставляет доступ к указателям — средствам программирования, которые поддерживаются в С++. Следовательно, С# сочетает в себе эффективность, присущую С++, и типовую безопасность, характерную для Java. Более того, компромиссы между эффективностью и безопасностью в этом языке программирования тщательно уравновешены и совершенно прозрачны.

На протяжении всей истории вычислительной техники языки программирования развивались, приспосабливаясь к изменениям в вычислительной среде, новшествам в теории языков программирования и новым тенденциям в осмыслении и подходе к работе программистов. И в этом отношении С# не является исключением. В ходе непрерывного процесса уточнения, адаптации и нововведений С# продемонстрировал способность быстро реагировать на потребности программистов в переменах. Об этом явно свидетельствуют многие новые возможности, введенные в С# с момента выхода исходной версии 1.0 этого языка в 2000 году.

Рассмотрим для примера первое существенное исправление, внесенное в версии С# 2.0, где был введен ряд свойств, упрощавших написание более гибкого, надежного и быстро действующего кода. Без сомнения, самым важным новшеством в версии С# 2.0 явилось внедрение обобщений. Благодаря обобщениям стало возможным создание типизированного, повторно используемого кода на С#. Следовательно, внедрение обобщений позволило основательно расширить возможности и повысить эффективность этого языка.

А теперь рассмотрим второе существенное исправление, внесенное в версии С# 3.0. Не будет преувеличением сказать, что в этой версии введены свойства, переопределившие саму суть С# и поднявшие на новый уровень разработку языков программирования. Среди многих новых свойств особенно выделяются два следующих: LINQ и лябмда-выражения. Сокращение LINQ означает язык интегрированных запросов. Это языковое средство позволяет создавать запросы к базе данных, используя элементы С#. А лябмда-выражения — это синтаксис функционалов с помощью лямбда-оператора =>, причем лябмда-выражения часто применяются в LINQ-выражениях.

И наконец, третье существенное исправление было внесено в версии С# 4.0, описываемой в этой книге. Эта версия опирается на предыдущие и в то же время предоставляет целый ряд новых средств для рационального решения типичных задач программирования. В частности, в ней внедрены именованные и необязательные аргументы, что делает более удобным вызов некоторых видов методов; добавлено ключевое слово dynamic, упрощающее применение С# в тех случаях, когда тип данных создается во время выполнения, например, при сопряжении с моделью компонентных объектов (СОМ) или при использовании рефлексии; а средства ковариантности и контравариантности, уже поддерживавшиеся в С#, были расширены с тем, чтобы использовать параметры типа. Благодаря усовершенствованиям среды.NET Framework, представленной в виде библиотеки С#, в данной версии поддерживается параллельное программирование средствами TPL (Task Parallel Library — Библиотека распараллеливания задач) и PLINQ (Parallel LINQ — Параллельный язык интегрированных запросов). Эти подсистемы упрощают создание кода, который масштабируется автоматически для более эффективного использования компьютеров с многоядерными процессорами. Таким образом, с выпуском версии С# 4.0 появилась возможность воспользоваться преимуществами высокопроизводительных вычислительных платформ.

Благодаря своей способности быстро приспосабливаться к постоянно меняющимся потребностям в области программирования С# по-прежнему остается живым и новаторским языком. А следовательно, он представляет собой один из самых эффективных и богатых своими возможностями языков в современном программировании. Это язык, пренебречь которым не может позволить себе ни один программист. И эта книга призвана помочь вам овладеть им.

Появление языка C# и инициативы.NET отнюдь не случайно пришлось на начало лета 2000 г. Именно к этому моменту компания Microsoft подготовила промышленные версии новых компонентных технологий и решений в области обмена сообщениями и данными, а также создания Internet-приложений (COM+, ASP+, ADO+, SOAP, Biztalk Framework). Несомненно, лучшим способом продвижения этих новинок является создание инструментария для разработчиков с их полноценной поддержкой. В этом и заключается одна из главных задач нового языка C#. Кроме того Microsoft не могла больше расширять все те же инструменты и языки разработки, делая их все более и более сложными для удовлетворения конфликтующих между собой требований поддержки современного оборудования и обеспечения обратной совместимости с теми продуктами, которые были созданы в начале 1990-х гг. во время первого появления Windows. Наступает момент, когда необходимо начать с чистого листа для того, чтобы создать простой, но имеющий сложную структуру набор языков, сред и средств разработки, которые позволят разработчику легко создавать современные программные продукты.

С# и.NET являются той самой отправной точкой. Если говорить упрощенно, то.NET представляет собой новую платформу, новый API для программирования в Windows, а С# е новый язык, созданный с нуля, для работы с этой платформой, а также для извлечения всех выгод из прогресса сред разработки и нашего понимания принципов объектно-ориентированного программирования в течение последних 20 лет.

Необходимо отметить, что обратная совместимость не потеряна. Существующие программы будут выполняться, а платформа.NET была спроектирована таким образом, чтобы она могла работать с имеющимся программным обеспечением. Связь между компонентами в Windows сейчас почти целиком осуществляется при помощи СОМ. С учетом этого.NET обладает способностью (а) создавать оболочки (wrappers) вокруг существующих компонентов СОМ, так что компоненты.NET могут общаться с ними, и (б) создавать оболочки вокруг компонентов.NET, что позволяет им выглядеть как обычные СОМ-компоненты.

Авторы C# стремились создать язык, сочетающий простоту и выразительность современных объектно-ориентированных языков (вроде Java) c богатством возможностей и мощью C++. По словам Андерса Хейлсберга, C# позаимствовал большинство своих синтаксических конструкций из C++. В частности, в нем присутствуют такие удобные типы данных, как структуры и перечисления (другой потомок C++ -- Java -- лишен этих элементов, что создает определенные неудобства при программировании). Синтаксические конструкции С# унаследованы не только от C++, но и от Visual Basic. Например, в С#, как и в Visual Basic, используются свойства классов. Как C++, С# позволяет производить перегрузку операторов для созданных вами типов Java не поддерживает ни ту, ни другую возможность). С# — это фактически гибрид разных языков. При этом С# синтаксически не менее (если не более) чист, чем Java, так же прост, как Visual Basic, и обладает практически той же мощью и гибкостью, что и C++.

Особенности С#:

- Полный и хорошо определенный набор основных типов.

- Встроенная поддержка автоматической генерации XML-документации. Автоматическое освобождение динамически распределенной памяти.

- Возможность отметки классов и методов атрибутами, определяемыми пользователем. Это может быть полезно при документировании и способно воздействовать на процесс компиляции (например, можно пометить методы, которые должны компилироваться только в отладочном режиме).

- Полный доступ к библиотеке базовых классов.NET, а также легкий доступ к Windows API (если это действительно необходимо).

- Указатели и прямой доступ к памяти, если они необходимы. Однако язык разработан таким образом, что практически во всех случаях можно обойтись и без этого.

- Поддержка свойств и событий в стиле VB.

- Простое изменение ключей компиляции. Позволяет получать исполняемые файлы или библиотеки компонентов.NET, которые могут быть вызваны другим кодом так же, как элементы управления ActiveX (компоненты СОМ).

- Возможность использования С# для написания динамических web-страниц ASP.NET.

Одной из областей, для которых не предназначен этот язык, являются критичные по времени и высокопроизводительные программы, когда имеет значение, занимать исполнение цикла 1000 или 1050 машинных циклов, и освобождать ресурсы требуется немедленно. C++ остается в этой области наилучшим из языков низкого уровня. В С# отсутствуют некоторые ключевые моменты, необходимые для создания высокопроизводительных приложений, в частности подставляемые функции и деструкторы, выполнение которых гарантируется в определенных точках кода.

Программирование в C#

Любая программа начинается с построения блок схем

Блок-схема — распространенный тип схем (графических моделей), описывающих алгоритмы или процессы, в которых отдельные шаги изображаются в виде блоков различной формы, соединенных между собой линиями, указывающими направление последовательности.

Задача по программированию

Свою задачу пишем и условие

Заключение