Открытость
Среда разработки теперь является открытой языковой средой. Это означает, что наряду с языками программирования, включенными в среду фирмой Microsoft - Visual C++ .Net (с управляемыми расширениями), Visual C# .Net, J# .Net, Visual Basic .Net, - в среду могут добавляться любые языки программирования, компиляторы которых создаются другими фирмами-производителями. Таких расширений среды Visual Studio сделано уже достаточно много, практически они существуют для всех известных языков - Fortran и Cobol, RPG и Component Pascal, Oberon и SmallTalk. Я у себя на компьютере включил в среду компилятор одного из лучших объектных языков - языка Eiffel.
Открытость среды не означает полной свободы. Все разработчики компиляторов при включении нового языка в среду разработки должны следовать определенным ограничениям. Главное ограничение, которое можно считать и главным достоинством, состоит в том, что все языки, включаемые в среду разработки Visual Studio .Net, должны использовать единый каркас - Framework .Net. Благодаря этому достигаются многие желательные свойства: легкость использования компонентов, разработанных на различных языках; возможность разработки нескольких частей одного приложения на
разных языках; возможность бесшовной отладки такого приложения; возможность написать класс на одном языке, а его потомков - на других языках. Единый каркас приводит к сближению языков программирования, позволяя вместе с тем сохранять их индивидуальность и имеющиеся у них достоинства. Преодоление языкового барьера - одна из важнейших задач современного мира. Благодаря единому каркасу, Visual Studio .Net в определенной мере решает эту задачу в мире программистов.
Framework .Net - единый каркас среды разработки
В каркасе Framework .Net можно выделить два основных компонента:
-
• статический - FCL (Framework Class Library) - библиотеку классов каркаса;
-
• динамический - CLR (Common Language Runtime) - общеязыковую исполнительную среду.
Библиотека классов FCL - статический компонент каркаса
Понятие каркаса приложений - Framework Applications - появилось достаточно давно; по крайней мере оно широко использовалось еще в четвертой версии Visual Studio. Десять лет назад, когда я с Ильмиром писал книгу [В.А. Биллиг, И.Х. Мусикаев "Visual C++, 4-я версия. Книга для программистов"], для нас это было еще новое понятие. Мы подробно обсуждали роль библиотеки классов MFC (Microsoft Foundation Classes) как каркаса приложений Visual C. Несмотря на то, что каркас был представлен только статическим компонентом, уже тогда была очевидна его роль в построении приложений. Уже в то время важнейшее значение в библиотеке классов MFC имели классы, задающие архитектуру строящихся приложений. Когда разработчик выбирал один из возможных типов приложения, например, архитектуру Document-View, то в его приложение автоматически встраивались класс Document, задающий структуру документа, и класс View, задающий его визуальное представление. Класс Form и классы, задающие элементы управления, обеспечивали единый интерфейс приложений. Выбирая тип приложения, разработчик изначально получал нужную ему функциональность, поддерживаемую классами каркаса. Библиотека классов поддерживала и более традиционные для программистов классы, задающие расширенную систему типов данных, в частности, динамические типы данных - списки, деревья, коллекции, шаблоны.
За прошедшие 10 лет роль каркаса в построении приложений существенно возросла - прежде всего, за счет появления его динамического компонента, о котором чуть позже поговорим подробнее. Что же касается статического компонента - библиотеки классов, то и здесь за десять лет появился ряд важных нововведений.
Единство каркаса
Каркас стал единым для всех языков среды. Поэтому, на каком бы языке программирования не велась разработка, она использует классы одной и той же библиотеки. Многие классы библиотеки, составляющие общее ядро, используются всеми языками. Отсюда единство интерфейса приложения, на каком бы языке оно не разрабатывалось, единство работы с коллекциями и другими контейнерами данных, единство связывания с различными хранилищами данных и прочая универсальность.
Встроенные примитивные типы
Важной частью библиотеки FCL стали классы, задающие примитивные типы - те типы, которые считаются встроенными в язык программирования. Типы каркаса покрывают все множество встроенных типов, встречающихся в языках программирования. Типы языка программирования проецируются на соответствующие типы каркаса. Тип, называемый в языке Visual Basic - Integer, а в языке C# - int,
проецируется на один и тот же тип каркаса System.Int32. В каждом языке программирования, наряду с "родными" для языка названиями типов, разрешается пользоваться именами типов, принятыми в каркасе. Поэтому, по сути, все языки среды разработки могут пользоваться единой системой встроенных типов, что, конечно, способствует облегчению взаимодействия компонентов, написанных на разных языках.
Структурные типы
Частью библиотеки стали не только простые встроенные типы, но и структурные типы, задающие организацию данных - строки, массивы, перечисления, структуры (записи). Это также способствует унификации и реальному сближению языков программирования.
Архитектура приложений
Существенно расширился набор возможных архитектурных типов построения приложений. Помимо традиционных Windows- и консольных приложений, появилась возможность построения Web-приложений. Большое внимание уделяется возможности создания повторно используемых компонентов - разрешается строить библиотеки классов, библиотеки элементов управления и библиотеки Web-элементов управления. Популярным архитектурным типом являются Web-службы, ставшие сегодня благодаря открытому стандарту одним из основных видов повторно используемых компонентов. Для языков C#, J#, Visual Basic, поддерживаемых Microsoft, предлагается одинаковый набор из 12 архитектурных типов приложений. Несколько особняком стоит Visual С++, сохраняющий возможность работы не только с библиотекой FCL, но и с библиотеками MFC и ATL, и с построением соответствующих MFC и ATL-проектов. Компиляторы языков, поставляемых другими фирмами, создают проекты, которые удовлетворяют общим требованиям среды, сохраняя свою индивидуальность. Так, например, компилятор Eiffel допускает создание проектов, использующих как библиотеку FCL, так и собственную библиотеку классов.
- 1. Лекция: Visual Studio .Net, Framework .Net
- Открытость
- Модульность
- Виртуальная машина
- Дизассемблер и ассемблер
- Метаданные
- Сборщик мусора - Garbage Collector - и управление памятью
- Исключительные ситуации
- События
- Общие спецификации и совместимые модули
- 2. Лекция: Язык c# и первые проекты
- Создание c#
- Виды проектов
- Консольный проект
- Windows-проект
- Начало начал - точка "большого взрыва"
- Выполнение проекта по умолчанию после "большого взрыва"
- Проект WindowsHello
- Общий взгляд
- Система типов
- Типы или классы? и типы, и классы
- Семантика присваивания
- Преобразование к типу object
- Примеры преобразований
- Семантика присваивания. Преобразования между ссылочными и значимыми типами
- Операции "упаковать" и "распаковать" (boxing и unboxing).
- 4. Лекция: Преобразования типов
- Где, как и когда выполняются преобразования типов?
- Преобразования ссылочных типов
- Преобразования типов в выражениях
- Преобразования внутри арифметического типа
- Преобразования и класс Convert
- Проверяемые преобразования
- Исключения и охраняемые блоки. Первое знакомство
- Опасные вычисления в охраняемых проверяемых блоках
- Опасные вычисления в охраняемых непроверяемых блоках
- Опасные преобразования и методы класса Convert
- 5. Лекция: Переменные и выражения
- Объявление переменных
- Время жизни и область видимости переменных
- Глобальные переменные уровня модуля. Существуют ли они в c#?
- Int X,y; //координаты точки
- Локальные переменные
- Глобальные переменные уровня процедуры. Существуют ли?
- Константы
- Выражения
- Приоритет и порядок выполнения операций
- Перегрузка операций
- Операции sizeof и typeof
- Как получить подробную информацию о классе?
- Статические поля и методы арифметических классов
- Логические операции
- Условное выражение
- Операция приведения к типу
- Присваивание
- Специальные случаи присваивания
- Определенное присваивание
- Еще раз о семантике присваивания
- Рассмотрим объявления:
- Класс Math и его функции
- Класс Random и его функции
- Блок или составной оператор
- If(выражение_1) оператор_1
- If(выражение1) if(выражение2) if(выражение3) ...
- Оператор switch
- Операторы break и continue
- Циклы While
- Цикл foreach
- Процедуры и функции - функциональные модули
- Процедуры и функции - методы класса
- Процедуры и функции. Отличия
- Описание методов (процедур и функций). Синтаксис
- Список формальных аргументов
- Тело метода
- Вызов метода. Синтаксис
- О соответствии списков формальных и фактических аргументов
- Вызов метода. Семантика
- Поля класса или функции без аргументов?
- Пример: две версии класса Account
- Функции с побочным эффектом
- Методы. Перегрузка
- 10. Лекция: Корректность методов. Рекурсия
- Корректность методов
- Инварианты и варианты цикла
- Рекурсия
- Рекурсивное решение задачи "Ханойские башни"
- Быстрая сортировка Хоара
- 11. Лекция: Массивы языка c#
- Общий взгляд
- Динамические массивы
- Многомерные массивы
- Массивы массивов
- Процедуры и массивы
- Класс Array
- Массивы как коллекции
- Сортировка и поиск. Статические методы класса Array
- Сводка свойств и методов класса Array
- Класс Object и массивы
- Массивы объектов
- Массивы. Семантика присваивания
- Общий взгляд
- Класс char[] - массив символов
- Операции над строками
- Строковые константы
- Неизменяемый класс string
- Статические свойства и методы класса String
- Метод Format
- Методы Join и Split
- Динамические методы класса String
- Операции над строками
- Основные методы
- Емкость буфера
- Пространство имен RegularExpression и классы регулярных выражений
- Немного теории
- Синтаксис регулярных выражений
- Классы Match и MatchCollection
- Классы Group и GroupCollection
- Пример "чет и нечет"
- Пример "око и рококо"
- Пример "кок и кук"
- Пример "обратные ссылки"
- Пример "Дом Джека"
- Пример "Атрибуты"
- 16. Лекция: Классы
- Синтаксис класса
- Поля класса
- Доступ к полям
- Методы-свойства
- Индексаторы
- Константы
- Конструкторы класса
- Деструкторы класса
- Проектирование класса Rational
- Методы класса Rational
- Закрытый метод нод
- Операции над рациональными числами
- Константы класса Rational
- Развернутые и ссылочные типы
- Классы и структуры
- Класс Rational или структура Rational
- Встроенные структуры
- Еще раз о двух семантиках присваивания
- Перечисления
- Персоны и профессии
- 18. Лекция: Отношения между классами. Клиенты и наследники
- Отношения между классами
- Отношения "является" и "имеет"
- Отношение вложенности
- Расширение определения клиента класса
- Отношения между клиентами и поставщиками
- Сам себе клиент
- Наследование
- Добавление полей потомком
- Конструкторы родителей и потомков
- Добавление методов и изменение методов родителя
- Статический контроль типов и динамическое связывание
- Три механизма, обеспечивающие полиморфизм
- Пример работы с полиморфным семейством классов
- Абстрактные классы
- Классы без потомков
- Преобразование к классу интерфейса
- Наследование от общего предка
- Клонирование и интерфейс iCloneable
- Сериализация объектов
- Класс с атрибутом сериализации
- Интерфейс iSerializable
- 20. Лекция: Функциональный тип в c#. Делегаты
- Как определяется функциональный тип и как появляются его экземпляры
- Функции высших порядков
- Вычисление интеграла
- Построение программных систем методом "раскрутки". Функции обратного вызова
- Наследование и полиморфизм - альтернатива обратному вызову
- Делегаты как свойства
- Операции над делегатами. Класс Delegate
- Пример "Плохая служба"
- 21. Лекция: События
- Классы с событиями
- Класс sender. Как объявляются события?
- Делегаты и события
- Как зажигаются события
- Классы receiver. Как обрабатываются события
- Классы с событиями, допустимые в каркасе .Net Framework
- Пример "Списки с событиями"
- Класс sender
- Классы receiver
- Переопределение значений аргументов события
- Классы с большим числом событий
- Проект "Город и его службы"
- 22. Лекция: Универсальность. Классы с родовыми параметрами
- Наследование и универсальность
- Синтаксис универсального класса
- Класс с универсальными методами
- Два основных механизма объектной технологии
- Стек. От абстрактного, универсального класса к конкретным версиям
- Ограниченная универсальность
- Синтаксис ограничений
- Список с возможностью поиска элементов по ключу
- Как справиться с арифметикой
- Родовое порождение класса. Предложение using
- Универсальные делегаты
- Framework .Net и универсальность
- 23. Лекция: Отладка и обработка исключительных ситуаций
- Корректность и устойчивость программных систем
- Жизненный цикл программной системы
- Искусство отладки
- Отладочная печать и условная компиляция
- Классы Debug и Trace
- Метод Флойда и утверждения Assert
- Выбрасывание исключений. Создание объектов Exception
- If !MyMethod(){// обработка ошибки}
- Параллельная работа обработчиков исключений
- Блок finally
- Класс Exception
- Организация интерфейса
- Форма и элементы управления
- Взаимодействие форм
- Модальные и немодальные формы
- Передача информации между формами
- Шаблон формы для работы с классом
- Наследование форм
- Два наследника формы TwoLists
- Огранизация меню в формах
- Создание меню в режиме проектирования
- Классы меню
- Создание инструментальной панели с командными кнопками
- Методы класса Graphics
- Класс Pen
- Класс Brush
- Событие Paint
- Кисти и краски
- 25. Лекция: Финальный проект
- Абстрактный класс Figure
- Класс Circle
- Список с курсором. Динамические структуры данных
- Классы элементов списка
- Организация интерфейса