C#程序設(shè)計(jì)多媒體-第1章-C#語言概述

第1章C#語言概述

1.1.NET框架概述

.NET是一種面向網(wǎng)絡(luò)、支持各種用戶終端的開發(fā)平臺。利用VisualStudio.NET2008，用戶可以非常輕松地創(chuàng)立具有自動伸縮能力的可靠的應(yīng)用程序和組件。VisualStudio2008.NET該集成開發(fā)環(huán)境包含VisualBasic.NET、ViualC++.NET、VisualC#.NET和VisualJ#.NET四種編程語言，并允許它們共享工具，這有助于創(chuàng)立混合語言解決方案。1.1.NET框架概述.NET框架〔Framework〕是一組用于幫助開發(fā)應(yīng)用程序的類庫集。VisualStudio.NET開發(fā)平臺需要此類庫集的支持。.NET框架如圖1-1所示。1.1.NET框架概述1.1.2公共語言運(yùn)行時〔CLR〕 公共語言運(yùn)行時〔CommonLanguageRuntime，CLR〕是.NET框架的根底，它負(fù)責(zé)在運(yùn)行時管理代碼的執(zhí)行，并提供一些核心效勞，如編譯、內(nèi)存管理、線程管理、代碼執(zhí)行、強(qiáng)制實(shí)施類型平安以及代碼平安性驗(yàn)證。由于公共語言運(yùn)行時提供代碼執(zhí)行的托管環(huán)境，它提高了開發(fā)人員的工作效率并有利于開發(fā)可靠的應(yīng)用程序。1.1.NET框架概述1.1.3類庫類庫〔ClassLibrary〕提供了一組標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)效勞，為Web應(yīng)用程序和Web效勞提供了根本模塊。類庫提供了與Microsoft根底類〔MFC〕相同的函數(shù)。與一般的DLL和API不同，這個類庫是以面向?qū)ο蟮姆绞教峁┑?。利用命名空間和在它們中定義的類，可以訪問平臺的任何特性。1.1.NET框架概述.NET類庫的概念框架如圖1-2所示。

1.1.NET框架概述在.NET中，按照應(yīng)用領(lǐng)域的不同，類庫可分為4類：〔1〕根本類庫〔BaseClassLibrary，BCL〕BCL中提供了輸入/輸出、字符串操作、平安性管理、網(wǎng)絡(luò)通信、線程管理、文本管理及其他函數(shù)等標(biāo)準(zhǔn)功能。如圖1-3所示。1.1.NET框架概述〔2〕ADO.NET：數(shù)據(jù)和XML類ADO.NET是下一代ActiveXDataObject〔ADO〕技術(shù)。ADO.NET提供了易于使用的類集，以訪問數(shù)據(jù)。同時，Microsoft希望統(tǒng)一XML文檔中的數(shù)據(jù)，因此，ADO.NET中也提供了對XML的支持。ADO.NET：數(shù)據(jù)和XML類中包含兩個命名空間：System.Data和System.XML，如圖1-4所示。1.1.NET框架概述〔3〕ASP.NET：Web效勞和Web窗體ASP.NET是建立在CLR根底上的編程框架，用來建立強(qiáng)大的Web應(yīng)用程序。其中，Web窗體為建立動態(tài)Web用戶界面提供了簡單而有效的方法，Web效勞為以Web作為根底的分布式應(yīng)用程序提供了模塊，如圖1-5所示。1.1.NET框架概述〔4〕Windows窗體類Windows窗體支持一組類，通過這些類可以開發(fā)基于Windows的GUI應(yīng)用程序。此外，Windows窗體類還為.NET框架下的所有編程語言提供了一個公共的、一致的開發(fā)界面。Windows窗體類包括兩個命名空間：System.WinForms和System.Drawing，如圖1-6所示。1.1.NET框架概述1．C#語言的特點(diǎn)簡潔的語法。C#語言與Java語言相比，使用了統(tǒng)一的操作符，淘汰了C++語言中亂糟糟的表示符號和偽關(guān)鍵字，使用最簡單、最常見的形式進(jìn)行描述。精心的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)。C#語言是完全按照面向?qū)ο蟮乃枷雭碓O(shè)計(jì)的，因此，她具有面向?qū)ο笏鶓?yīng)有的一切特性，如封裝、繼承、多態(tài)性等。在類的繼承方面，C#語言只允許單繼承，即一個類不會有多個基類，從而防止了類型定義的混亂。1.1.NET框架概述與Web的緊密結(jié)合。在C#語言中，對于復(fù)雜的Web編程和其他網(wǎng)絡(luò)編程看起來更像是對本地對象進(jìn)行操作，從而簡化了大規(guī)模、深層次的分布式開發(fā)。用C#語言構(gòu)建的Web組件能夠方便地作為Web效勞〔WebService〕并可以通過Internet被運(yùn)行在任何操作系統(tǒng)之上的任何語言所調(diào)用。完整的平安性和錯誤處理。平安性和錯誤處理能力是衡量一種語言是否優(yōu)秀的重要依據(jù)。任何人都會犯錯誤，即使是最熟練的開發(fā)人員也不例外。1.1.NET框架概述版本控制。C#語言內(nèi)置了版本控制功能，如對方法重載和接口的處理方式以及對特性〔Attribute〕的支持等，從而保證方便地開發(fā)和升級復(fù)雜的軟件。靈活性和兼容性。在托管狀態(tài)下，C#語言不能使用指針，而是使用委托〔Delegate〕來模擬指針的功能。1.1.NET框架概述C#語言與C++語言的比較C#語言對C++語言進(jìn)行了多處改進(jìn)，主要區(qū)別如下：編譯目標(biāo)：C++代碼直接編譯為本地可執(zhí)行代碼，而C#默認(rèn)編譯為中間語言〔IL〕代碼，執(zhí)行時再通過Just-In-Time將需要的模塊臨時編譯本錢地代碼。內(nèi)存管理：C++需要顯式地刪除動態(tài)分配給堆的內(nèi)存，而C#不需要這么做，C#采用垃圾回收機(jī)制自動在適宜的時機(jī)回收不再使用的內(nèi)存。1.1.NET框架概述指針：C++中大量地使用指針，而C#使用對類實(shí)例的引用，如果確實(shí)想在C#中使用指針，必須聲明該內(nèi)容是非平安的。不過，一般情況下C#中沒有必要使用指針。字符串處理：在C#中，字符串是作為一種根本數(shù)據(jù)類型來對待的，因此比C++中對字符串的處理要簡單得多。庫：C++依賴于以繼承和模板為根底的標(biāo)準(zhǔn)庫，C#那么依賴于.NET基庫。C++允許類的多繼承，而C#只允許類的單繼承，而通過接口實(shí)現(xiàn)多繼承。1.1.NET框架概述3．C#語言與Java語言的比較從語法上講，C#與Java非常相似，只是在細(xì)節(jié)上有一些差異。實(shí)際上，C#與Java的差異不是在語言本身，而是在內(nèi)部功能實(shí)現(xiàn)上的以及性能上的不同。Java程序需要一個運(yùn)行環(huán)境JRE〔JavaRuntimeEnvironment〕來執(zhí)行代碼，但是，JRE只限于在Java這一門語言中使用。C#也需要一個運(yùn)行環(huán)境CLR〔CommonLanguageRuntime〕，但是，CLR提供了對支持.NET框架的所有語言支持。1.1.NET框架概述4．C#語言與VB.NET語言的比較與C#語言一樣，VB.NET也是基于.NETFramework和CLR的高級語言。但是，C#有一些VB.NET不具備的獨(dú)有特性，如C#可以使用非托管代碼、移位操作符、內(nèi)嵌的文檔〔XML〕和運(yùn)算符重載等。在開展前景上，由于C#一開始就是完全按面向?qū)ο蟮乃悸穪碓O(shè)計(jì)的，而且它使用的全部是.NET框架定義的語法格式，不存在考慮與.NET之前版本兼容性問題，因此給人的感覺是結(jié)構(gòu)清晰、語法簡潔、優(yōu)雅。1.2VisualStudio.NET集成開發(fā)環(huán)境VisualStudio.NET是Microsoft集成開發(fā)環(huán)境〔IDE〕的一個集大成者，它是一套完整的開發(fā)工具集，用于生成ASP.NETWeb應(yīng)用程序、XMLWebServices、桌面應(yīng)用程序和移動應(yīng)用程序。VisualBasic、VisualC++、C#全都使用相同的集成開發(fā)環(huán)境〔IDE〕，利用此IDE可以共享工具且有助于創(chuàng)立混合語言解決方案。目前，Microsoft公司發(fā)布的VisualStudio.NET有4個版本：VisualStudio2002.NET、VisualStudio2003.NET、VisualStudio2005.NET和最新發(fā)布的VisualStudio2008.NET。1.2VisualStudio.NET開發(fā)環(huán)境VisualStudio2008.NET集成開發(fā)環(huán)境與以前版本的VisualStudio集成開發(fā)環(huán)境非常類似，如圖1-7所示。1.2VisualStudio.NET開發(fā)環(huán)境1.2.1VisualStudio2008.NET簡介1．解決方案資源管理器〔SolutionExplorer〕使用VisualStudio.NET開發(fā)的每一個應(yīng)用程序叫解決方案，每一個解決方案可以包含一個或多個工程。一個工程通常是一個完整的程序模塊，一個工程可以有多個項(xiàng)?！敖鉀Q方案資源管理器”子窗口顯示VisualStudio.NET解決方案的樹型結(jié)構(gòu)。在“解決方案資源管理器”中可以瀏覽組成解決方案的所有工程和每個工程中的文件，可以對解決方案的各元素進(jìn)行組織和編輯。1.2VisualStudio.NET開發(fā)環(huán)境2．工具箱窗口“工具箱”用于向Windows應(yīng)用程序或Web應(yīng)用程序添加控件。“工具箱”使用選項(xiàng)卡分類管理其中的控件。在VisualStudio.NET開發(fā)環(huán)境左邊的工具箱窗口中列出了可以應(yīng)用到窗體上的控件，如圖1-8所示。1.2VisualStudio.NET開發(fā)環(huán)境3．窗體窗口在IDE的中部是開發(fā)環(huán)境的主窗口，用來顯示指定的窗體。窗體是一小塊屏幕區(qū)域，通常為矩形，可用來向用戶顯示信息并接受用戶的輸入。設(shè)計(jì)窗體的用戶界面的最簡單方法是將控件放在其外表上〔見圖1-7〕。默認(rèn)情況下，窗體是在設(shè)計(jì)視圖狀態(tài)下。解決方案資源管理器中單擊“查看代碼”圖標(biāo)按鈕后，會切換到程序代碼編輯窗口；單擊“查看設(shè)計(jì)器”圖標(biāo)按鈕后，會切換到窗體設(shè)計(jì)視圖窗口。1.2VisualStudio.NET開發(fā)環(huán)境4．屬性〔Properties〕窗口屬性窗口如圖1-7所示，在默認(rèn)情況下位于VisualStudio.NET的右下角。與IDE的許多其他窗口一樣，如果關(guān)閉屬性窗口，還可以按下F4鍵重新翻開該窗口。屬性窗口同時采用了兩種方式管理屬性和方法，按分類方式和按字母順序方式。讀者可以根據(jù)自己的習(xí)慣采取不同的方式。圖1-9是按字母順序方式列出窗體的屬性。1.2VisualStudio.NET開發(fā)環(huán)境5．輸出窗口輸出窗口用來用于提示工程的生成情況，顯示程序運(yùn)行時產(chǎn)生的信息。這些信息包括編程環(huán)境給出的信息，如在編譯工程時產(chǎn)生的錯誤以及在程序設(shè)定要輸出的信息等。其外觀如圖1-10所示。1.2VisualStudio.NET開發(fā)環(huán)境1.2.2VisualStudio2008.NET中的其它窗口1．屬性編輯器窗口VisualStudio.NET通過一個垂直的選項(xiàng)卡結(jié)構(gòu)來顯示工程的設(shè)置信息。開發(fā)者所要做的是雙擊解決方案資源管理器中的Properties圖標(biāo)，翻開屬性編輯器來對工程進(jìn)行配置。通過圖1-12中的視圖，可以對工程的各個方面進(jìn)行設(shè)置，比方簽名、平安、發(fā)布，修改程序的類型，以及配置運(yùn)行程序時會用到的外部支持等等。1.2VisualStudio.NET開發(fā)環(huán)境1．屬性編輯器窗口1.2VisualStudio.NET開發(fā)環(huán)境在圖1-12中，單擊【程序集信息】按鈕，翻開如圖1-13所示的【程序集信息】對話框，可以在該對話框中設(shè)置文件屬性，如公司名、版本號等，這些信息在構(gòu)建工程時會被自動寫入生成的文件中。過去開發(fā)人員必須在AssemblyInfo.cs中手工編寫XML格式的配置信息，現(xiàn)在可以直接在VisualStudio.NET中的對話框中進(jìn)行相關(guān)設(shè)置。1.2VisualStudio.NET開發(fā)環(huán)境2．類視圖窗口“類視圖”以樹型結(jié)構(gòu)顯示VisualStudio.NET當(dāng)前工程中的類和類型的層次信息。在“類視圖”中，可以對類的層次結(jié)構(gòu)瀏覽、組織和編輯。如果雙擊“類視圖”中的某一個類名稱，將翻開該類定義的代碼視圖，并定位在該類定義的開始處，如果雙擊類中的某一成員，將翻開該類定義的代碼視圖，并定位在該成員聲明處。1.2VisualStudio.NET開發(fā)環(huán)境3．引用窗口在工程中可以添加引用。選擇【工程】→【添加引用】菜單項(xiàng)，翻開如圖1.15所示的【添加引用】對話框?？梢赃x擇要引用的.NET類庫，應(yīng)用程序，以及COM組件。甚至可以引用當(dāng)前解決方案中定義在其他工程中的類。1.3VisualC#.NET的應(yīng)用程序結(jié)構(gòu)1.3.1VisualC#..NET編寫控制臺應(yīng)用程序控制臺應(yīng)用程序也叫Console應(yīng)用程序，用于命令行方式下運(yùn)行?！纠?-1】編寫控制臺應(yīng)用程序，顯示"HelloWorld"?！?〕啟動VisualStudio2008，運(yùn)行【文件】|【新建工程】命令，彈出【新建工程】對話框，如圖1-16所示。1.3VisualC#.NET的應(yīng)用程序結(jié)構(gòu)〔2〕在【工程類型】列表中選擇“VisualC#”下的“Windows”，在【模板】列表中選擇“控制臺應(yīng)用程序”。〔3〕在【名稱】文本框中輸入應(yīng)用程序名稱，如“HelloWorld”，在【位置】文本框中輸入要保存的位置或通過“瀏覽”按鈕選擇要保存工程的文件夾，然后單擊【確定】按鈕，系統(tǒng)自動生成如圖1-17所示的代碼。1.3VisualC#.NET的應(yīng)用程序結(jié)構(gòu)〔4〕將自動生成的文件內(nèi)容〔Program.cs〕更改為以下內(nèi)容：usingSystem; //引用命名空間usingSystem.Collections.Generic;usingSystem.Linq;usingSystem.Text;namespaceHelloWorld{classProgram //聲明類Program{staticvoidMain(string[]args){Console.WriteLine("HelloWorld!");Console.ReadLine();}}}1.3VisualC#.NET的應(yīng)用程序結(jié)構(gòu)〔5〕單擊按鈕或按【F5】鍵，應(yīng)用程序會被編譯并運(yùn)行，并自動完成保存工作，彈出窗口，顯示“HelloWorld!”。在C#中，所有代碼都必須封裝在類中。一個類可以有成員變量和方法〔函數(shù)〕。就HelloWorld應(yīng)用程序來說，Program類包含一個Main()方法。在C#.NET的控制臺應(yīng)用程序中，Main()是整個程序的入口。對于主函數(shù)Main()必須要有限定詞static，這說明Main()函數(shù)是靜態(tài)的，在內(nèi)存中只能有一個副本。在C#程序中，必須把程序?qū)懺谝粋€命名空間內(nèi)。1.3VisualC#.NET的應(yīng)用程序結(jié)構(gòu)1.3.2VisualC#.NET編寫Windows應(yīng)用程序【例1-2】編寫Windows應(yīng)用程序，顯示"HelloWorld"。〔1〕啟動VisualStudio2008，運(yùn)行【文件】|【新建工程】命令，彈出【新建工程】對話框?！?〕在【工程類型】列表中選擇“VisualC#”下的“Windows”，在【模板】列表中選擇“Windows窗體應(yīng)用程序”?！?〕在【名稱】文本框中輸入工程名，如“WindowsHelloWorld”，在【位置】文本框中輸入要保存的位置或單擊【瀏覽】按鈕選擇工程要保存的文件夾，然后單擊【確定】按鈕。1.3VisualC#.NET的應(yīng)用程序結(jié)構(gòu)〔4〕在【Form1.cs〔設(shè)計(jì)〕】窗口中，從【工具箱】中的【所有Windows窗體】選項(xiàng)卡中將Button控件拖入Form1窗體，并將button1按鈕的“Text”屬性設(shè)置為“HelloWorld”，如圖1-18所示。1.3VisualC#.NET的應(yīng)用程序結(jié)構(gòu)〔5〕雙擊button1按鈕進(jìn)入代碼編輯窗口，此時系統(tǒng)自動生了一個用于處理按鈕單擊事件的過程，即button1_Click()，如圖1-19所示。1.3VisualC#.NET的應(yīng)用程序結(jié)構(gòu)在button1_Click()事件過程中添加如下代碼：MessageBox.Show("HelloWorld");〔7〕單擊按鈕或按【F5】鍵，應(yīng)用程序會被編譯并運(yùn)行，并自動完成保存工作，啟動窗體，單擊【botton1】按鈕后，彈出消息框顯示"HelloWorld!"。程序運(yùn)行效果如圖1-20所示。1.3VisualC#.NET的應(yīng)用程序結(jié)構(gòu)1.3.3VisualC#.NET編寫ASP.NETWeb應(yīng)用程序【例1-3】創(chuàng)立一個ASP.NETWeb應(yīng)用程序，顯示"HelloWorld"?！?〕運(yùn)行VisualStudio2008，運(yùn)行【文件】|【新建工程】命令，彈出【新建工程】對話框。〔2〕在【工程類型】列表中選擇“Web”，在右邊的【模板】列表中選擇“ASP.NETWeb應(yīng)用程序”?！?〕在【名稱】文本框中輸入“WebHelloWorld”，在【位置】文本框中輸入要保存的位置或單擊【瀏覽】按鈕選擇工程的保存位置，如“D:\C#\第1章”。1.3VisualC#.NET的應(yīng)用程序結(jié)構(gòu)〔4〕單擊【確定】按鈕，開發(fā)環(huán)境會為我們生成一個解決方案，在該解決方案中包含一個ASP.NETWeb應(yīng)用工程。默認(rèn)情況下，集成開發(fā)環(huán)境為工程添加一個名為Default.aspx的Web窗體，并且已在編輯器中將它翻開。如圖1-20所示。1.3VisualC#.NET的應(yīng)用程序結(jié)構(gòu)〔5〕在【源】視圖設(shè)計(jì)界面，從【工具箱】中將Label控件拖動到<div>和</div>之間，然后設(shè)置該控件的【Text】屬性值為“HelloWorld”。自動生成的代碼如下：<asp:LabelID="Label1"runat="server"Text="Label1"></asp:Label>【源】視圖界面如圖1-21所示。1.3VisualC#.NET的應(yīng)用程序結(jié)構(gòu)〔6〕單擊按鈕或按【F5】鍵，應(yīng)用程序會被編譯并運(yùn)行，會翻開一個IE窗口，如圖1-22所示。1.4C#應(yīng)用程序的一般結(jié)構(gòu)1.4.1命名空間命名空間〔NameSpace〕可以看作是一個容器，提供一種組織相關(guān)類和其他類型的方式，這樣就可以有效地防止名稱沖突。命名空間可以包含其他的命名空間。這種劃分方法的優(yōu)點(diǎn)類似于文件夾。與文件夾不同的是，命名空間只是一種邏輯上的劃分，而不是物理上的存儲分類。1．命名空間的聲明namespace關(guān)鍵字用于聲明一個命名空間。格式如下：namespacename[.name1]...]{類型聲明}1.4C#應(yīng)用程序的一般結(jié)構(gòu)2．命名空間的引用要使用命名空間內(nèi)的成員時必須要在它們的前面加上一長串的命名空間限定，可以使用下面的語法使用命名空間下某個類的方法：命名空間.命名空間……命名空間.類名稱.方法名〔參數(shù)，……〕;如：System.Console.WriteLine(“helloworld”);1.4C#應(yīng)用程序的一般結(jié)構(gòu)3．.NET框架定義的命名空間命名空間分為兩類：用戶定義的命名空間和.NET框架定義的命名空間。用戶定義的命名空間是在代碼中定義的命名空間。表1-1列出了C#常用的.NET框架定義的命名空間。表1-1常用的.NET框架定義的命名空間1.4C#應(yīng)用程序的一般結(jié)構(gòu)表1-1常用的.NET框架定義的命名空間1.4C#應(yīng)用程序的一般結(jié)構(gòu)1.4.2程序結(jié)構(gòu)前面已經(jīng)看到了三種應(yīng)用程序范例，可以簡單了解C#程序的根本結(jié)構(gòu)，下面將對C#最簡單的控制臺程序【例1-1】進(jìn)行詳細(xì)的結(jié)構(gòu)分析。usingSystem; //引用命名空間usingSystem.Collections.Generic;usingSystem.Linq;usingSystem.Text;namespaceHelloWorld{classProgram //聲明類Program{staticvoidMain(string[]args){Console.WriteLine("HelloWorld!");Console.ReadLine();}}}1.4C#應(yīng)用程序的一般結(jié)構(gòu)1．引用語句usingSystem語句通常位于程序的第一行，它是讓程序得以正確編譯和運(yùn)行的必要條件，它向編譯器提供了在System命名空間中定義的類型信息。而且System名稱空間是.NET框架類庫的最頂層，也是.NET框架中所有類的根命令空間，它包括了所有應(yīng)用程序所要使用的根底數(shù)據(jù)類型的類，如Object、Byte、Char、Array、Int32和String等。1.4C#應(yīng)用程序的一般結(jié)構(gòu)2．類聲明【例1-1】范例程序代碼在引用了命令空間之后，緊接著是類的聲明，因?yàn)镃#應(yīng)用程序的相關(guān)程序代碼都必須被寫在類里面。而要創(chuàng)立一個類，首先必須聲明此類的名稱：classProgram{ ...}

這種語句形式是聲明一個稱為Program的新類，以大括號{}界定類的內(nèi)容范圍，大括號里面所包含的是構(gòu)成類的程序代碼區(qū)塊，其中存在著一行以上的程序代碼語句，形成了一個類的邏輯單位。1.4C#應(yīng)用程序的一般結(jié)構(gòu)3．Main方法在范例中，類括號{}里的程序代碼包含了一個函數(shù)Main()，代表類所提供的方法，方法定義了類所能執(zhí)行的工作，亦決定了類的功能，一個類可以有數(shù)種不同的方法，而名稱為Main的函數(shù)是一個特殊的方法，代表了程序的入口點(diǎn)，也就是程序一開始將執(zhí)行的方法，請注意整個應(yīng)用程序只能有一個命名為Main的函數(shù)。1.4C#應(yīng)用程序的一般結(jié)構(gòu)4．程序代碼注釋為編寫的程序代碼提供充分的注釋是一種良好且必要的習(xí)慣，由于注釋只是用來說明程序代碼的文字，因此編譯器不會去理會注釋的內(nèi)容。用來表示注釋的符號有兩種：“//”以及“/*...*/”，其中“//”用于單行注釋，“/*...*/”那么用于多行注釋。1.5斷點(diǎn)設(shè)置與程序調(diào)試如何開始調(diào)試C#程序的調(diào)試可以使用“調(diào)試”工具欄〔圖1-23〕或“調(diào)試”菜單〔圖1-24〕。它們實(shí)現(xiàn)功能是相同的。下面以菜單操作為例講解如何調(diào)試程序。1.5斷點(diǎn)設(shè)置與程序調(diào)試1.5.2設(shè)置斷點(diǎn)斷點(diǎn)是在程序中設(shè)置的一個位置，程序執(zhí)行到此位置時中斷〔或暫?！?。斷點(diǎn)的作用是在調(diào)試程序時，當(dāng)程序執(zhí)行到斷點(diǎn)的語句時會暫停程序的運(yùn)行，供程序員檢查這一位置上程序元素的運(yùn)行情況，這樣有助于定位產(chǎn)生錯誤輸