Einführung in .NET mit C#

Einführung in C#

Präsentation von:
Georg Hinkel
Microsoft Student Partner
KIT Karlsruhe
Georg.hinkel@studentpartners.de

2

Agenda
• .NET Architektur, Terminologie
• Syntax C#
– Kontrollstrukturen, Namenskonventionen
– Properties
– Delegates, Events
• Werttypen vs. Referenztypen

Einführung in .NET und C# - Georg Hinkel

Grober Aufbau der Plattform und Klärung der Begriffe
Architektur & Terminologie

4

Architektur
Programmiersprache (Standard: Common Language
Specification, CLS), e.g. C#, Visual Basic

IL-Code (Früher Microsoft Intermediate Language)
Heute meist nur Intermediate Language (IL)

Virtuelle Maschine, die den IL-Code ausführt
Standardimplementierung:
Common Language Runtime (CLR)
Bildquelle: Wikipedia


5

Common Language Specification
• Definiert den gemeinsamen Nenner aller .NET-
Sprachen
– Einfachvererbung (Mehrfachvererbung nicht erlaubt)
– Common Type System
• Definiert Basisdatentypen
– Int32 ist 32 bit lang, Int64 64 bit lang
– Zeichenketten codiert in Unicode 16 „Little Endian“
– Properties, Delegates, Events, u.a. (kommt später)


6

Intermediate Language
• Stackbasierter Bytecode
• Aus den fertigen Kompilaten direkt ablesbar
– Mit Spezialprogrammen (.NET Reflector) Quellcode
rekonstruierbar
– Techniken um Rekonstruktion des Quellcodes zu
verhindern notwendig


7

Common Language Runtime (CLR)
• Virtuelle Maschine mit Laufzeitumgebung
– Dadurch plattformunabhängig
– CLR nur für Windows erhältlich
– Mono Projekt: CLR für Linux


8

Auswahl der .NET-Sprachen
• C#, Visual Basic, Managed C++, F#
– Offiziell von Microsoft unterstützt
• Cω, Asml, Spec#, Polyphonic C#
– Forschungssprachen von Microsoft Research
• GrGen.NET
– Programmierung mit Graphen
• Boo, J#, Jscript.NET, Clarion.NET u.v.m


9

• Cω, Asml, Spec#, Polyphonic C#
• GrGen.NET
– Programmierung mit Graphen

• …etwa 10-20 weitere

10

• Cω, Asml, Spec#, Polyphonic C# matter“
„The language doesn‘t
Dan Appleman

• GrGen.NET
– Entwickelt am IPD/Uni Karlsruhe

• …etwa 10-20 weitere

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Zusammenfassung
• Grobe Architektur ähnlich
Java
• Sprachvielfalt


Syntax, Properties, Delegates, Generics, ValueTypes, Structs
Syntax C#

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Klassen
• Hier kein Grundkurs der Objektorientierung
(Zeit!)
• Literatur: Galileo Openbook
– http://openbook.galileocomputing.de/visual_csharp
_2010/
– http://openbook.galileocomputing.de/oop/


14

Klassen – Syntax in C#
/// <summary>
/// Nur zu Demonstrationszwecken
/// </summary>
public class A : B, ICalculator
{
public int Calc()
{
if (this.Id < 2)
{
return 0;
}
return 1;
}
}

15

Klassen – Syntax in C#
Basisklasse Schnittstelle
/// <summary>
Klassenname /// Nur zu Demonstrationszwecken
/// </summary>
public class A : B, ICalculator
{
public int Calc()
{
if (this.Id < 2)
{
Methodendefinition return 0;
} Property
return 1;
}
}


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Kontrollstrukturen
• Bedingte einfache Sprünge
– if-Anweisung
• Schleifen
– do/while-Schleifen
– for-Schleifen
• Iterierte Schleifen mit foreach
• LINQ

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Namenskonventionen
Subjekt .NET
Namensraum Pascal Case
Klassennamen Pascal Case
Methodennamen Pascal Case
Klassenvariablen Camel Case
Properties, Events Pascal Case
Lokale Variablen Camel Case
Schnittstellen Beginnen mit I
• Pascal Case: Alle Worte groß geschrieben, ohne Leerzeichen
• Camel Case: Wie Pascal Case, jedoch erster Buchstabe des ersten Wortes
auch klein


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Nomenklautur
Objektorientierung allgemein .NET
Klasse Klasse
- Struktur/Struct
- Delegate
- Event/Ereignis
Attribut Klassenvariable/Feld
Feld Array
- (Annotation in Java) Attribut
- Property
Methode Methode
Funktion Funktion


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Properties
• „Eigenschaften“ eines Objekts
– Getter/Setter-Paar
– Automatisiert möglich
• Bestandteil der CLS
• Ähnlich Java „Beans-Architektur“
private string name;
public string Name
{
get { return name; }
set { name = value; }
}
Alternative Schreibweise (automatisiert):
public string Name { get; set; }


20

Properties - Vorteile
• Problem: Wieviel Berechnungsaufwand steckt
hinter der Auswertung einer parameterlosen
Funktion?
• Semantischer Unterschied
– Funktionen, die „nur“ Klassenvariablen zurückgeben
– Funktionen, die „hohen“ Berechnungsaufwand für
die Auswertung benötigen


21

Properties - Vorteile
• Problem: Wieviel Berechnungsaufwand steckt hinter
der Auswertung einer parameterlosen Funktion?
• Semantischer Unterschied
– Funktionen, die „nur“ Klassenvariablen zurückgeben
– Funktionen, die „hohen“ Berechnungsaufwand für die
Auswertung benötigen

• Mit Properties: Syntaktischer Unterschied

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Delegates
• Ähnlich Funktionszeigern in C, nur mit Objekt
• Ein Delegate ist eine Klasse, also ein Datentyp

public delegate void Foovoid()

• Verketten und Herauslösen möglich (e.g.
Methode Delegate.Combine)


23

Events
• Ähnlich Klassenvariable, aber es sind nach außen
nur die Operationen Verketten und Herauslösen
möglich public event Foovoid FooHappened;
• Faktisch in der Sprache implementiertes
Observer-Pattern („Beobachtermuster“)


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Events – Konventionen (1)
• Objektorientierter Ansatz
– Parameter/Rückgabe als Event-Objekt
– Events nur Void-Delegates (ohne Rückgabe)
• Sender wird übergeben
– Wiederverwendbarkeit der Handler-Methoden


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Events – Konventionen (2)
• Standarddelegates für Events:
– Mit Parametern/Rückgabe
public delegate void EventHandler<T as EventArgs>(object sender, T event)

public event EventHandler<ResolveEntityEventArgs> ResolveEntityRequired;

Manchmal noch alter Code ohne Generizität
– Ohne Parameter
public delegate void EventHandler(object sender, EventArgs event)

public event EventHandler PropertyChanged;


26

Events - Anwendungen
• Oberflächen
– Windows Forms Button: 72 Events
– WPF Button: 95 Events
• MVC/MVP/MVVM
– Saubere Implementierung des Observer-Patterns


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Best Practise (1)
• Properties + Observer
private string _name;

public string Name {
get {
return _name;
}
set {
if (_name != value) {
_name = value;
OnNameChanged(EventArgs.Empty);
}
}
}


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Best Practise (2)
protected virtual void OnNameChanged(EventArgs e)
{
EventHandler handler = NameChanged;
if (handler != null)
{
handler.Invoke(this, e);
}
}

public event EventHandler NameChanged;


29

Best Practise (2)
protected virtual void OnNameChanged(EventArgs e)
{
EventHandler handler = NameChanged;
if (handler != null)
{
handler(this, e);
}
}

public event EventHandler NameChanged;


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Werttypen, Referenztypen
• Java: int, double, … primitive Typen
– Keine Objekte
– Verstoß gegen Objektorientierung!
• .NET: Trennung Werttypen vs. Referenztypen
– Vollständig objektorientiert
– Automatisches Boxing/Unboxing


32

Referenztypen
• Zugriff nur über Referenz
• Eigentliches Objekt im Heap gespeichert
• Variablen sind nur Zeiger
 „normale Objekte“


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Werttypen (1)
• Overhead für kleine Objekte zu hoch
• Speicherung der Objekte „vor Ort“ im Stack
– Boxing/Unboxing
– Kein Zusätzlicher Speicherplatz notwendig (meist)
– Werttypen sind immutable (unveränderlich)
– Vererbung nicht möglich


34

Werttypen (2)
• Definition eigener Werttypen möglich
– Enumerationen: Definition mehrerer thematisch
ähnlicher numerischer Konstanten
– Structure: Wie Klassen, aber ohne Polymorphie
• Structure erbt automatisch von ValueType
• Implementierung von Schnittstellen trotzdem möglich
• GetHashCode sollte überschrieben werden


35

Werttypen - Beispiel
• Structure Point (System.Drawing.Point)

Point p = window.Location;
p.X += 20;

Was passiert? Was wäre, wenn Point eine
Referenzklasse wäre (Reference Type)?


36

Werttypen - Beispiel
• Structure Point (System.Drawing.Point)

Point p = window.Location;
p.X += 20;
window.Location = p;

Was passiert? Was wäre, wenn Point eine
Referenzklasse wäre (Reference Type)?


37

Enumerationen – Syntax in C#
/// <summary>
/// Defines the gender of a patient
/// </summary>
public enum Gender
{
Male,
Female,
Unknown
}


38

/// <summary>
/// </summary>
public enum Gender : byte
{
Male ,
Female,
Unknown
}


39

/// <summary>
/// </summary>
[Flagged]
public enum Gender : byte
{
Male = 2,
Female = 4,
Unknown = 1
}


Vielen Dank für eure Aufmerksamkeit!

Präsentation von:
Georg Hinkel
Microsoft Student Partner
KIT Karlsruhe
georg.hinkel@studentpartners.de

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IT 4 Students
Der Newsletter rund um Microsoft Angebote für Studierende

Online:
www.microsoft.de/dreamspark


43

/TechStudent Online
Facebook
– das Portal für Geeks, Nerds und www.facebook.com/
alle, die es noch werden wollen techstudentgermany
www.microsoft.de/techstuden
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44

MSDN AA
MSDN AA = Microsoft Developer Network – Academic Alliance

Entwicklungsumgebungen, Datenbanken, Betriebssysteme
wie … Windows 7, Visio, Project, Visual Studio

Ausstattung der angebotenen Software für alle
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Lehreinrichtung

Online: www.msdnaa.de


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DreamSpark
Kostenloser Softwaredownload für alle Studierenden

SDK, Visual Studio, Virtual PC, SQL Server und Co.

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www.microsoft.de/dreamspark


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