Εισαγωγή στο.νετ Framework και στη C#

Transcript

1 Εισαγωγή στο.νετ Framework και στη C# Δημήτρης Ηλίας Γκανάτσιος Υπεύθυνος ακαδημαϊκών προγραμμάτων, Microsoft Hellas twitter.com/dgkanatsios facebook.com/dgkanatsios Version: , 11/3/2010

2 Περιεχόμενα Τμήμα 1: Επισκόπηση του.net Framework Τμήμα 2: C#, μέρος 1: Basic Language Constructs Types Statements Structures Classes Τμήμα 3: C#, μέρος 2 Delegates Events C# 3.0 και 4.0 Τμήμα 4: Base Class Library

3 Τμήμα 1: Επισκόπηση του.net Framework Τι είναι το.νετ Common Language Runtime, Base Class Library Διαδικασία εκτέλεσης, Common Language Infrastructure

4 Τι είναι το.νετ Framework; Πλατφόρμα στην οποία μπορούμε να δημιουργήσουμε κάθε είδους εφαρμογές Περιλαμβάνει μηχανισμούς και βιβλιοθήκες: Common language runtime (CLR) Class libraries (BCL ή FCL) Runtime Compiler (Jitter) Virtual Execution System (VES)

5 .NET Framework overview

6 Εκδόσεις του.νετ SP NET 1.0.NET 1.1.NET 2.0.NET CLR 1.0 CLR 1.1 CLR 2.0 CLR 4

7 Το.NET Framework σε σχέση με το λειτουργικό

8 Τεχνικές σχεδίασης του.νετ Διαλειτουργικότητα (Interoperability) Common Language Runtime Language Independence Base Class Library Simplified Deployment Security Portability

9 Common Language Infrastructure Το σύνολο της υποδομής του.νετ Framework Αποτελείται από The Common Type System (CTS) Σύνολο τύπων και λειτουργιών που είναι κοινοί σε όλες τις CTSσυμβατές γλώσσες Metadata Πληροφορίες για τους τύπους και τη δομή του εκτελέσιμου αρχείου ή της βιβλιοθήκης Common Language Specification (CLS) Βασικοί κανόνες οι οποίοι θα πρέπει να τηρούνται από οποιαδήποτε γλώσσα κάνει target το CLI (ώστε να είναι.νετ συμβατή) Virtual Execution System (VES) Το VES φορτώνει και εκτελεί CLI-συμβατά προγράμματα και βιβλιοθήκες. Είναι ανοικτό πρότυπο (ECMA-335 και ISO/IEC 23271) Από Ιούλιο 2009: C# και CLI υπό Community Promise

10 Common Type System Στόχοι: Να υπάρχει ένα framework που υποστηρίζει cross-language integration, type safety και εκτέλεση κώδικα με υψηλή απόδοση Η παροχή ενός αντικειμενοστρεφούς μοντέλου, που υποστηρίζει την πλήρη υλοποίηση από διάφορες γλώσσες προγραμματισμού Ο προσδιορισμός κανόνων που πρέπει να ακολουθούν οι γλώσσες προγραμματισμού, ώστε να είναι interoperable

11 Common Language Specification Οι CLS κανόνες προσδιορίζουν ένα υποσύνολο του CTS Όλοι οι κανόνες του CTS εφαρμόζονται και στο CLS, εκτός αν υπάρχει κάποιος «αυστηρότερος» στο CLS Το CLS βοηθάει στο language interoperability με το να προσδιορίζει χαρακτηριστικά που είναι κοινά σε κάθε γλώσσα που κάνει target το CLR Example: UInt32 δεν είναι CLSCompliant C# case sensitive, Visual Basic όχι

12 Γλώσσες που υποστηρίζουν το πρότυπο

13 Common Language Runtime Just-in-time Compilation Memory management Garbage collection Thread management Exception handling Security Type safety

14 Διαδικασία Εκτέλεσης

15 Application Domain Ένα application domain για το CLR είναι κάτι παρεμφερές με το ό,τι είναι μία διεργασία (process) για το λειτουργικό σύστημα Χρησιμοποιείται για να απομονώσει τις εφαρμογές που εκτελούνται Ώστε η μία να μην επηρεάζει και να εκτελείται ανεξάρτητα από την άλλη

16 Συλλογή απορριμμάτων 1/2 Ο προγραμματιστής δημιουργεί νέα αντικείμενα και πίνακες Τα πάντα δημιουργούνται και η μνήμη δεσμεύεται με ένα ειδικό keyword. Το περιβάλλον εκτέλεσης του.net παρακολουθεί αυτόματα τη χρήση μνήμης Ο Garbage Collector αφαιρεί αυτόματα τα αχρησιμοποίητα αντικείμενα Πιο αποτελεσματική διαχείριση μνήμης Ευκολία στη χρήση και μηδενικές διαρροές

17 Συλλογή απορριμάτων 2/2 A B C D E F Τα B,D βγαίνουνε out of scope, με το F να «κρέμεται» από το B Κλήση της GC.Collect() NextObjectPointer A C E NextObjectPointer

18 Τι μπορούμε να προγραμματίσουμε; Εφαρμογές κονσόλας Εφαρμογές για Windows (διεπαφή χρήστη σε Windows Forms) Εφαρμογές για Windows με το Windows Presentation Foundation (WPF) ASP.NET εφαρμογές που εκτελούνται σε Web Servers Web services Windows services Service-oriented applications using Windows Communication Foundation (WCF) Workflow-enabled applications using Windows Workflow Foundation (WF) Silverlight Applications Mobile Applications (Compact Framework) Embedded Applications (Micro Framework) Office Applications (VSTO) SharePoint Applications XBOX 360 Games, PC Games, Zune Games (XNA) Windows 7 (με το Windows 7 API Code Pack) συμπεριλαμβάνεται Sensor και Location Platform Visual Studio Tools for Office Microsoft Dynamics CRM Οτιδήποτε έχει API σε.νετ!

19 Τι βιβλιοθήκες μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε; Base Class Library (BCL) Χιλιάδες έτοιμες κλάσεις για το προγράμματά μας Προσβάσιμες σε κάθε σύστημα που έχει εγκατεστημένο το.net Framework Διαθέσιμες από εύκολα αναγνωρίσιμους χώρους ονομάτων, π.χ. System.Data.SqlClient.SqlConnection System.Windows.Forms.Form System.Net.Sockets.TcpClient System.Xml.XmlReader Χιλιάδες code samples και open source projects που παρέχονται δωρεάν στο διαδίκτυο code.msdn.microsoft.com blogs.msdn.com weblogs.asp.net

20

21 Ωφέλη του.net Framework Many languages, One Intermediate Language, Many platforms Αποχαιρετήστε τα memory leaks (Garbage Collector) Optimization per CPU / platform Ένα περιβάλλον προγραμματισμού για πολλών ειδών εφαρμογές Ιδανικό μοντέλο ασφάλειας Deployment

22 Γιατί C#? Μια component-oriented γλώσσα Επαναχρησιμοποιήσιμες βιβλιοθήκες Εγγενής υποστήριξη για Namespaces Versioning Attribute-driven ανάπτυξη Η δύναμη της C/C++ με την ευκολία της Visual Basic Ελάχιστη καμπύλη εκμάθησης για όλους Πιο σαφής από την C++ Πιο δομημένη από τη Visual Basic Περισσότερες δυνατότητες από τη Java Δυνατότητες functional programming (όπως η Haskell, η Scheme κ.λ.π.) Δυνατότητες dynamic programming (έκδοση 4)

23 Τμήμα 2: C# - The Language

24 Μορφή και Δομή Δεν υπάρχουν header files Μεταγλώττιση υπό συνθήκη αλλά όχι macros Μεταγλώττιση σε.net assembly (είτε.exe είτε.dll) Μόνο object oriented κώδικα Main() entry point του προγράμματος (μόνο για εκτελέσιμα αρχεία)

25 Hello World public class HelloWorld { public static void Main() { System.Console.WriteLine("Hello World!");

26 Visual Studio IDE (Integrated Development Environment) Γλώσσες: C++, C#, F#, Visual Basic κ.α. Δωρεάν πρόσβαση Για φοιτητές: MSDNAA Για startups: Για web agencies: Express editions: Web Platform Installer:

27 Σύστημα τύπων Εγγενής πρόσβασή στο σύστημα τύπων του.net Βασικές έννοιες: Τα πάντα είναι objects Τα πάντα κληρονομούν το System.Object Ξεκάθαρη διάκριση ανάμεσα στους τύπους τιμής και αναφοράς Με τιμή: απλοί τύποι, enums, structs Με αναφορά: Interfaces, Κλάσεις, Πίνακες

28 Απλοί Τύποι Τύποι Ακεραίων byte, sbyte (8bit), short, ushort (16bit) int, uint (32bit), long, ulong (64bit) Τύποι κινητής υποδιαστολής (IEEE) float (ακρίβεια 7 ψηφίων) double (ακρίβεια ψηφίων) Exact Numeric Type decimal (28 σημαντικά ψηφία) Τύποι Χαρακτήρων char (ένας χαρακτήρας) string (πλούσια λειτουργικότητα, τύπος αναφοράς) Τύποι Boolean bool (ξεχωριστός τύπος, διαφορετικός από τον int)

29 Value Types και Reference Types Κατά κανόνα, τα value types είναι οι απλοί τύποι (int, double, byte κ.λ.π.) και οι δομές (struct) Το System.String ενώ είναι reference type, το χρησιμοποιούμε σαν value type Reference types είναι οι υπόλοιποι τύποι (όλες οι κλάσεις, events, delegates κ.λ.π.) Αποθήκευση στη μνήμη του προγράμματος τα value types (όταν δηλώνονται μέσα σε μια μέθοδο) αποθηκεύονται στη στοίβα (stack) τα reference types (μαζί με τα value types τα οποία μπορεί να περιέχουν) αποθηκεύονται στο σωρό (heap)

30 Πέρασμα μεταβλητών σε μεθόδους Πέρασμα τιμών χωρίς keyword (κατ αξία) μη διατηρήσιμη αλλαγή τιμής Πέρασμα τιμών με το ref keyword (κατ αναφορά) επιτρέπεται αλλαγή τιμής Πέρασμα τιμών με το out keyword (output) επιβάλλεται ανάθεση τιμής

31 Δηλώσεις (Statements) Έλεγχος ροής και επαναλήψεις if (<bool expr>) {... else {... ; switch(<var>) { case <const>:...; ; while (<bool expr>) {... ; for (<init>;<bool test>;<modify>) {... ; do {... while (<bool expr>);

32 Απαριθμητοί Τύποι (Enums) Χρησιμοποιούνται στοιχεία με όνομα αντί για αριθμητικές επιλογές Ισχυρός τύπος, όχι αυτόματη μετατροπή σε int Καλύτερο το "Color.Blue" από μια αριθμητική έκφραση Πιο κατανοητό, ευκολότερη συντήρηση Εξίσου ελαφρύ με το απλό int (αν δεν δηλωθεί άλλος τύπος στο enum) Παράδειγμα: enum Color { Red, Green, Blue, Yellow ;

33 Πίνακες (Arrays) Zero based, type bound Βασίζονται στην.net κλαση System.Array Δηλώνονται με τύπο και μορφή, αλλά χωρίς όρια int[] SingleDim; int[,] TwoDim; int [][] Jagged; Δημιουργούνται με χρήση του new με όρια ή initializers SingleDim = new int[20]; TwoDim = new int[,]{{1,2,3,{4,5,6; Jagged = new int[1][]; Jagged[0] = new int[]{1,2,3;

34 Τελεστές (Operators) Σαν τη C: Λογικοί/Συνθήκης: && ^ Αριθμητικοί: * / + - % << >> Σχεσιακοί: ==!= < > >= <= Όχι ακριβώς σαν τη C: Για bool: & και είναι λογικοί με πλήρη απαρίθμηση Για ακεραίους: & και υλοποιούν δυαδικό AND/OR Καθόλου σαν τη C: is as typeof Ελέγχει τον run-time τύπο Μετατρέπει μια τιμή σε άλλο τύπο Ανακτά τον run-time τύπο

35 Είναι value Types Structures Ιδανικά για μικρούς τύπους δεδομένων Μπορούν να περιέχουν μεθόδους Τα fields μπορεί να είναι public, private ή internal Δεν μπορούν να κάνουν inherit κλάση Μπορούν να κάνουν implement interface struct MyStruct { public int i; private string s; public void WriteToConsole() { Console.WriteLine("I am a struct");

36 Κλάσεις Υλοποίηση κώδικα και δεδομένων Αναπαριστά μια σημασιολογική ενότητα Μπορεί να υλοποιεί interfaces Μπορεί να κληρονομεί από μία βασική κλάση (base class) Οι κλάσεις περιέχουν: Πεδία (Fields): μεταβλητές μελών Ιδιότητες (Properties): τιμές στις οποίες γίνεται πρόσβαση με ζευγάρια μεθόδων get/set Μέθοδοι (Methods): λειτουργικότητα για το αντικείμενο ή την κλάση Άλλα: events, indexers, delegates public class Person : IPersonAge { private int YOB; public Person() { public int YearOfBirth { get { return YOB; set { YOB = value; public int GetAgeToday() { return Today()- YearOfBirth ;

37 Ιδιότητες (Properties) Ευκολία υλοποίησης μεθόδων Χρησιμοποιούμε properties για: Υλοποίηση read-only μελών (παραλείποντας το set) Επικύρωση κατά την ανάθεση Παράγωγες ή σύνθετες τιμές Έκθεση τιμών στα interfaces Παράδειγμα: string Name { get { return name; set { name = value;

38 Χώροι Ονομάτων (Namespaces) Κάθε ορισμός πρέπει να περιέχεται σε ένα namespace Αποφεύγεται η σύγκρουση ονομάτων Καλύτερη οργάνωση Οι βιβλιοθήκες γίνονται ευκολότερες στην κατανόηση Μπορούν να εμφωλιάζονται Ομάδες κλάσεων και τύπων κατά χρησιμότητα Δηλώνονται με τη λέξη-κλειδί namespace Συντόμευση για χρήση σε κώδικα, με using

39 Iteration με χρήση της foreach List<string> stringlist = new List<string>(); stringlist.add("one"); stringlist.add("two"); stringlist.add("three"); stringlist.add("four"); //stringlist.add(5); won t compile, as 5 is not a string foreach(string s in stringlist) if(s.contains("e")) Console.WriteLine(s); Χρησιμοποιείται σε arrays και collections. Προσοχή: Μέσα από την foreach, ΔΕΝ πειράζουμε την collection (π.χ. Δεν κάνουμε κάποιο add ή remove, καθώς έτσι «σπάει» ο Enumerator)

40 Κληρονομικότητα Πολυμορφισμός 1 Η C# υποστηρίζει κληρονομικότητα Κάθε κλάση μπορεί να κληρονομήσει χαρακτηριστικά μόνο μίας κλάσης Πολλαπλή κληρονομικότητα δεν υποστηρίζεται (παρά μόνο (κάπως) με τα Interfaces) Χρήση των λέξεων abstract, sealed, virtual, new

41 Κληρονομικότητα Πολυμορφισμός 2 class Parent { public void A(){...; public virtual void B(){...; class Child : Parent { public new void A(){...; //A() not declared as virtual on Parent public override void B(){...; //B() declared as virtual on Parent public static void Main() { Child c = new Child(); c.a(); // Child::A() c.b(); // Child::B() Parent p = c as Parent; p.a(); // Parent::A() p.b(); // Child::B()

42 Προστασία Πρόσβασης Υιοθετεί το μοντέλο της C++ public Όλοι μπορούν να καλέσουν ή να έχουν πρόσβαση protected Μόνο τα μέλη έχουν πρόσβαση private Μόνο τα μέλη και μόνο αυτής της κλάσης Αλλά και το επεκτείνει Modifiers για κλάσεις sealed Δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί σαν βασική κλάση internal Public πρόσβαση μόνο μέσα στην assembly protected internal Protected στην assembly (σημαίνει protected OR internal) abstract δεν μπορεί να γίνει instantiate, αλλά μπορεί μόνο να κληρονομηθεί

43 Abstract classes - Interfaces Abstract classes : υποχρεωτικά κληρονομούνται Μπορούν να έχουν υλοποιήσεις μεθόδων, ή σκέτες δηλώσεις Μπορούν να έχουν fields Αν θέλουμε μια κλάση να *μην* μπορεί να κληρονομηθεί, τότε τη χαρακτηρίζουμε ως sealed Interfaces: Συμβόλαια δήλωσης σημασιολογίας μεταξύ δύο μερών Μπορούν να γίνουν implement από structures ή classes Δεν έχουν υλοποιήσεις μεθόδων, αλλά μόνο δηλώσεις Μπορούν να έχουν δηλώσεις από properties Παράδειγμα: interface IPersonAge { int YearOfBirth {get; set; int GetAgeToday();

44 Οι λέξεις is και as is: έλεγχος για τον τύπο ενός αντικειμένου if(objectinstance is MyClass) as: αποτρέπει InvalidCastException από μη επιτρεπτό cast αντί π.χ. για (MyClass)objectInstance το οποίο μπορεί να επιφέρει Exception, χρησιμοποιούμε το objectinstance2 = objectinstance as MyClass Αν το cast είναι επιτρεπτό, επιστρέφει objectinstance Ειδάλλως, επιστρέφει null

45 Η λέξη static Όταν χαρακτηρίσουμε ένα property ή μεταβλητή μιας κλάσης με τη λέξη static, τότε η τιμή της είναι η ίδια για κάθε instance της κλάσης Όταν χαρακτηρίσουμε μια κλάση με τη λέξη static, τότε δεν μπορούμε να δημιουργήσουμε instance αυτής της κλάσης Χρήσιμο για καταστάσεις που χρειαζόμαστε ένα και μόνο instance μιας κλάσης Οι static κλάσεις έχουνε αποκλειστικά static μέλη

46 Generics Παρόμοια με τα templates της C++ Επιτρέπουν type safety Εύκολος τρόπος για πιο «γενικά» αντικείμενα Π.χ. εκτύπωση των αντικειμένων ενός πίνακα void Print<T>(T[] myarray) { foreach(t myobject in myarray) Console.WriteLine(myObject.ToString()); Περισσότερα για generics:

47 Iterators Εισήχθησαν στην C# 2.0 Είναι μία μέθοδος, get accessor που επιτρέπει την χρήση επανάληψης (for, foreach, while, do while) στην κλάση ή το struct χωρίς να χρειάζεται να υλοποιηθεί το interface IEnumerable Αποτελείται από ένα κομμάτι κώδικα που «επιστρέφει» ταξινομημένη σειρά τιμών ίδιου τύπου Χρησιμοποιεί το yield return

48 public class SampleCollection { public int[] items = new int[5] { 5, 4, 7, 9, 3 ; Παράδειγμα public IEnumerable><int> BuildCollection() { for (int i = 0; i < items.length; i++) //το πρόγραμμα θα γυρίσει εδώ μετά την { //εκτέλεση της yield yield return items[i]; class MainClass { static void Main() { SampleCollection col = new SampleCollection(); foreach (int i in col.buildcollection()) { Console.WriteLine(i);

49 Nullable Types Με την χρήση των nullable types, μπορούμε να καταχωρήσουμε την τιμή null σε κάποιον value type Π.χ. int? x; //ίδιο με το Nullable<int> x; x = null; Μπορούμε να ελέγξουμε για ύπαρξη τιμής με το if(x.hasvalue) Μπορούμε να πάρουμε την τιμή (αφού ελέγξουμε για HasValue) με int y = x.value; Χρήσιμα όταν περιμένουμε είτε «κανονική», είτε null τιμή από κάπου (π.χ. βάση δεδομένων με nullable πεδίο)

50 Αντιπρόσωποι (Delegates) Κάτι σαν τους δείκτες σε συναρτήσεις (C/C++) Ισχυροί τύποι, όχι σύγχυση στο type-casting ή σφάλματα. Η δήλωση δημιουργεί μια typed method signature: delegate void Clicked(Element e, Point p); Ο πραγματικός αντιπρόσωπος είναι ένα στιγμιότυπο αυτού του τύπου Clicked MyClickHandler = new Clicked(obj.OnButtonClick); Το όρισμα περνιέται στον constructor του αντιπροσώπου: Αναφορά στο στιγμιότυπο του αντικειμένου και στη μέθοδο. Η μέθοδος πρέπει να έχει την ίδια ακριβώς υπογραφή void OnButtonClick(Element e, Point p) {... ;

51 Συμβάντα (Events) Μοντέλο συμβάντων ενσωματωμένο στη γλώσσα Όλη η διαχείριση γίνεται από τη C# Τα events δηλώνονται με έναν τύπο delegate Η δήλωση δημιουργεί μια πηγή συμβάντος για να γίνει bind event Clicked OnClicked; Τα event sinks γίνονται bind στην πηγή του συμβάντος με delegates Clicked MyClickHandler = new Clicked(obj.OnButtonClick); Προσθήκη handler: btnaction.onclicked += MyClickHandler; Απαλοιφή handler: btnaction.onclicked -= MyClickHandler; Η πηγή του συμβάντος πυροδοτεί events με μια απλή κλήση if(onclicked!= null) OnClicked(this,PointerLocation);

52 Χειρισμός Εξαιρέσεων Παρόμοιος με τη C++ Μοντέλο SEH (Structured Exception Handling) Διαβάζεται ως εξής: try να τρέξεις αυτό τον κώδικα αν προκύψει σφάλμα, catch ό,τι μπορείς να χειριστείς......finally άφησε με να τελειώσω το cleanup με το χέρι Παράδειγμα: try { //... run code catch(someexception e) { //... handle finally { //...end gracefully

53 Partial Classes Partial classes: Η υλοποίηση μιας κλάσης μπορεί να σπάσει σε πολλά αρχεία Βοηθάει στην ανάπτυξη λογισμικού από ομάδες προγραμματιστών Χρησιμοποιούμε τη λέξη partial στον ορισμό της κλάσης Βοηθάει στο διαχωρισμό κώδικα διαφορετικής χρηστικότητας Παράδειγμα: Σε μια Windows Forms εφαρμογή, έστω ότι δημιουργούμε μια καινούρια Form, ονόματι MyForm. Τότε: Ο κώδικας που δημιουργείται από τον Visual Studio designer της φόρμας (με drag-drop κ.λ.π.) τοποθετείται στο αρχείο MyForm.Designer.cs Ο κώδικας που γράφουμε εμείς τοποθετείται στο MyForm.cs

54 Anonymous methods Anonymous methods : in-line κατασκευή μιας συνάρτησης η οποία προορίζεται για χρήση μέσω delegate Ελάττωση του απαιτούμενου κώδικα για «μικρές» συναρτήσεις

55 Τμήμα 3: C# 3.0

56 Η μεγαλύτερη καινοτομία της C# 3.0 Μεγαλύτερη καινοτομία: επερωτήσεις στα δεδομένα, οτιδήποτε είδους var query = from p in employees where p.salary > 33000m orderby p.name, p.startdate descending select p.name;

57 Anonymous types Σαν ένας κανονικός τύπος που ζει στο CLR var v = new { Amount = 108, Message = "Hello" ;

58 Extension methods Επιτρέπεται να προστεθούν μέθοδοι σε υπάρχοντες τύπους χωρίς να δημιουργούμε έναν νέο derived τύπο Καλούνται πολύ εύκολα (just static methods underneath) Method chaining

59 Παράδειγμα string x = "some string value"; string y = Utility.Reverse(x); string x = "some string value"; string y = x.reverse(); public static class Utility { public static string Reverse(this string input) { char[] chars = input.tochararray(); Array.Reverse(chars); return new String(chars);

60 Lambda expressions Σαν anonymous method αλλά μικρότερο Χρησιμοποιεί τον lambda operator => που διαβάζεται goes to δηλαδή «συνεπάγεται» Αριστερά έχουμε παραμέτρους εισόδου και δεξιά την έκφραση ή το κομμάτι κώδικα. Shorthands Parameter type inference Brace removal (single expression/statement) Bracket removal (single parameter) Expression Trees

61 Παράδειγμα int[] source = new[] { 3, 8, 4, 6, 1, 7, 9, 2, 4, 8 ; foreach (int i in source.where(x => x > 5)) Console.WriteLine(i);

62 Παράδειγμα (C# 1.0) // Δήλωση delegate public delegate int ChangeInt(int x); // Μία μέθοδος στην οποία μπορεί να δείξει η από πάνω μεταβλητή static public int DoubleIt(int x) { return x * 2; // Δημιουργία στιγμιοτύπου ChangeInt mydelegate = new ChangeInt(DelegateSample.DoubleIt); Console.WriteLine("{0", mydelegate(5));

63 Παράδειγμα (C# 2.0) ChangeInt mydelegate = new ChangeInt( delegate(int x) { return x * 2; ); Console.WriteLine("{0", mydelegate(5));

64 Παράδειγμα (C# 3.0) ChangeInt mydelegate = x => x * 2; Console.WriteLine("{0", mydelegate(5));

65 LINQ Χαρακτηριστικά Δυνατότητα επερωτήσεων μέσα στη γλώσσα Περιέχει Standard Query Operations Select Where Join Take/Skip Group By Providers

66 dynamic keyword optional parameters C# 4.0

67 Τμήμα 4: Base Class Libraries

68 Dictionaries Τα Dictionaries είναι δομές δεδομένων που αποθηκεύουν ζευγάρια key/values σε θέσεις που λέγονται KeyValuePair. Το κυριότερο πλεονέκτημα των Dictionaries είναι ότι η αναζήτηση είναι πολύ γρήγορη γιατί η «σκληρή» δουλειά γίνεται κατά τη φάση της αποθήκευσης. Στην ουσία, ένα μοναδικό κλειδί αποκτάται για την αποθήκευση των τιμών στα KeyValuePair. Ένας συνηθισμένος κώδικας που χρησιμοποιεί Dictionaries περιλαμβάνει: Dictionary<string, string> adict = new Dictionary<string, string>(); adict.add("sunday", "Dimitris"); adict["monday"] = "Gkanatsios"; // (key,value) pair foreach (KeyValuePair<string, string> entry in adict) Console.Write("Key={0, Value={1\n", entry.key, entry.value); // adict ]=value;

69 Arrays Υπάρχουν δύο τύποι arrays στο.net: Array είναι μια class που προέρχεται κατεθευθείαν από το System.Object. Αυτή η class μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να υλοποιήσετε στατικές (συγκεκριμένου μεγέθους) arrays για την αποθήκευση πρωτόγονων τύπων. Ένα element (στοιχείο) είναι μια τιμή μέσα στην Array. Το length είναι ο συνολικός αριθμός των elements μέσα στο array. Το rank του Array είναι ο αριθμός των διαστάσεων του. Το κάτω όριο μιας διάστασης ενός Array είναι ο πρώτος αριθμοδείκτης εκείνης της διάστασης του Array. Μια πολυδιάστατη Array μπορεί να έχει διαφορετικά όρια για κάθε διάσταση. Τα Type objects παρέχουν πληροφορίες για την δήλωση των array type. Τα Array objects με τον ίδιο Array type μοιράζονται το ίδιο Type object. Το Array έχει 6 ιδιότητες (IsFixedSize, IsReadOnly, IsSynchronized, Length, Rank, SyncRoot), 22 μεθόδους ( BinarySearch, Clear, Copy, Equals, GetValue, GetLength, IndexOf, Initialize, Reverse, SetValue, Sort, ToString, Finalize κ.α.). Η class επίσης εφαρμόζει διάφορες μεθόδους της IList, που περιλαμβάνουν τα ( Add, Clear, Contains, IndexOf, Insert, Remove, RemoveAt ).

70 ArrayList H ArrayList είναι μια class που προέρχεται από το System.Collections. Αυτή η class δεν έχει καμία σχέση με τη class System.Object.Array. Η δήλωση της class είναι: public class ArrayList : IList, ICollection, IEnumerable, ICloneable Το κείμενο δείχνει τις εξής ιδιότητες της class: ArrayList alist = new ArrayList (); alist.add ("John"); alist.add ("Paul"); alist.add ("George"); Για την ανάκτηση ενός αντικειμένου από την ArrayList, χρησιμοποιήστε μια αριθμοδότηση βασισμένη στο 0: int i = (int) list[0]; Για την ανάθεση ενός αντικειμένου στην ArrayList, κάνουμε το εξής: list[0] = 999; Η ιδιότητα Count αποκαλύπτει πόσα αντικείμενα περιέχει μια ArrayList. for (int i=0; i<list.count; i++) Console.WriteLine ( list[i] ); Μπορείτε να ανατρέξετε την ArrayList με το foreach: foreach (int i in list) Console.WriteLine (i);

71 List<T> Generic μορφή του ArrayList List<int> list = new List<int>(); for (int i = 0; i < 100; i++) list.add(i * 2); list.add("string"); //compilation error

72 Regular Expressions Το RegEx είναι μια class προερχόμενη από το name space System.Text.RegularExpressions. Τα RegEx αντικείμενα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για: Να χωριστούν strings σε substrings, χρησιμοποιώντας τα RegExps για να αναγνωριστούν τα διαχωριστικά. Να ψάξετε για substrings μέσα στα strings, χρησιμοποιώντας τις RegEx εκφράσεις για να αναζητήσετε σχέδια (patterns). Να κάνετε λειτουργίες Αναζήτησης-Αντικατάστασης χρησιμοποιώντας το RegEx για να αναγνωρίσετε αυτά που πρέπει να αντικατασταθούν στο κείμενο. Ανάλυση αρχείων HTML. Όταν δημιουργούνται RegEx objects, η έκφραση που περιγράφει το pattern χρησιμοποιείται ως ένα όρισμα στο constructor: using System.Text.RegularExpressions; Regex regex = new Regex ("[a-z]"); Regex regex = new Regex ("[a-z]", RegexOptions.IgnoreCase); Regex regex = new Regex (@"\\"); string[] parts = regex.split (@"c:\inetpub\wwwroot\wintellect"); foreach (string part in parts) Console.WriteLine (part); Οποιοδήποτε μικρό γράμμα της αλφαβήτας c: inetpub wwwroot wintellect Επιστρέφει τα substrings μέσα στο string διαχωρισμένα από το όρισμα μέσα στο RegExp

73 Χρήση του RegEx, μέρος 2 Για την ανάλυση ενός αρχείου html, με, π.χ., <b>every</b>good<h3>boy</h3>does<b>fine</b> Regex regex = new Regex ("<[^>]*>"); string[] parts = regex.split ("<b>every</b>good<h3>boy</h3>does<b>fine</b>"); foreach (string part in parts) Console.WriteLine (part); Αυτός ο κώδικας παράγει: Every good boy does fine (μια λέξη ανά γραμμή). Παρατηρήστε ότι <[^>]*> σημαίνει: οτιδήποτε ξεκινά με < ακολουθόμενο από οποιουσδήποτε χαρακτήρες εκτός από το >, ακολουθόμενο από το >. To Regex περιλαμβάνει 3 μεθόδους για αναζήτηση substrings μέσα σε strings: Match, Matches, και IsMatch. Με αυτά, είναι αρκετά εύκολο να γράψει κανείς grep-like. Το πρόγραμμα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να κάνει οποιαδήποτε greps, όπως π.χ. NetGrep index.html <a[^>]*> Η παραπάνω εντολή θα εμφάνιζε τις γραμμές μέσα στις οποίες εμφανίζεται το <a> στο αρχείο index.html. Παρόμοια, η εντολή NetGrep file1.txt \d{2, Θα εμφάνιζε τις γραμμές που περιλαμβάνουν ακέραιους αριθμούς με δύο ή περισσότερα ψηφία μέσα στο file1.txt, κ.τ.λ.

74 Χρήση του RegEx, μέρος 3 using System; using System.IO; using System.Text.RegularExpressions; class MyApp { static void Main (string[] args) { if (args.length < 2) { Console.WriteLine ("Syntax: NETGREP filename expression"); return; StreamReader reader = null; int linenum = 1; try { // Initialize a Regex object with the regular expression // entered on the command line Regex regex = Regex (args[1], RegexOptions.IgnoreCase); // Iterate through the file a line at a time and display all lines that contain a pattern matching the regular expression reader = new StreamReader (args[0]); for (string line = reader.readline (); line!= null; line = reader.readline (), linenum++) { if (regex.ismatch (line)) Console.WriteLine ("{0:D5: {1", linenum, line); catch (Exception e) { Console.WriteLine (e.message); finally { if (reader!= null) reader.close ();

75 Internet Classes Αυτές οι classes υπάρχουν στο name space System.Net. Υπάρχουν 36 classes, 5 interfaces, ένα delegate, και 4 enumerations. Οι πιο σημαντικές classes είναι: Cookie, CookieCollection, Dns, HttpWebRequest, HttpWebResponse, HttpVersion, HttpWebRequest, HttpWebResponse, IPAddress, IPEndPoint, IPHostEntry, NetworkCredential, ProtocolViolationException, SocketAddress, WebClient, WebException, WebPermission, WebProxy, WebRequest, WebResponse και άλλα. Ο επόμενος κώδικας δείχνει μόνο πως να χρησιμοποιήσετε το WebRequest και WebResponse στο LinkList.cs, που παίρνει ένα URL ως όρισμα. Η εφαρμογή πάει στο URL και εμφανίζει τις γραμμές που περιλαμβάνουν αναφορές σε άλλα websites, π.χ. Υπερσυνδέσμους. Ο κώδικας είναι αρκετά απλός.

76 System.Net.Mail Είναι αρκετά εύκολο να στείλετε από ένα.net Framework πρόγραμμα (αρκεί να έχετε τις σωστές άδειες). Το System.Net.Mail παρέχει ένα managed interface για το SMTP. Οι κυριότερες classes είναι: 1. MailMessage, που αναπαριστά τα μηνύματα s; 2. MailAttachment, που αναπαριστά τα συννημένα αρχεία; 3. SmtpClient, που χειρίζεται την υπηρεσία μηνυμάτων SMTP του συστήματος. Αυτά είναι τα βήματα για να σταλθούν s με το System.Web.Mail: MailMessage message = new MailMessage(); message.from = new MailAddress("v-digkan@microsoft.com"); message.to.add(new MailAddress("dt008@hotmail.com")); message.subject = "test subject"; message.body = "test body..."; SmtpClient cl = new SmtpClient(); cl.host = "mail.gkanatsios.com"; cl.send(message);

77 Data Access Πληθώρα από τεχνολογίες Βάσεων Δεδομένων (ODBC, DAO, RDO, ADO, και OLEDB). Συνέπραξαν στην πορεία προς το ADO.NET, το οποίο εφαρμόζεται στο System.Data namespace. Το ADO.NET έχει δύο βασικούς τύπους classes, αυτούς που είναι βελτιστοποιημένοι για τον Microsoft SQL Server και όλους τους άλλους που περιλαμβάνονται στο OleDB, το οποίο δεν είναι γρήγορο αλλά είναι πιο γενικό. Οι base classes είναι: Connection (OleDbConnection, SqlConnection) Command (SqlCommand and OleDbCommand) DataReader (OleDbDataReader, SqlDataReader) DataSet DataAdapter (SqlDataAdapter, OleDbDataAdapter) Exception (SqlException, OleDbException

78 Data Readers, παράδειγμα SqlConnection connection = new SqlConnection("server=localhost;uid=sa;pwd=;database=pubs"); connection.open(); SqlCommand command = new SqlCommand("select * from titles", connection); SqlDataReader reader = command.executereader(); while (reader.read()) connection.close(); Console.WriteLine(reader.GetString(1)); Για απλότητα, ο παραπάνω κώδικας δε διαχειρίζεται τυχόν σφάλματα.

79 Data Readers, μέρος 2 SqlConnection connection = new SqlConnection("server=localhost;uid=sa;pwd=;database=pubs"); try { catch (SqlException e) { finally { connection.open(); SqlCommand command = new SqlCommand("select * from titles", connection); SqlDataReader reader = command.executereader(); while (reader.read()) Console.WriteLine(reader.GetString(1)); Console.WriteLine(e.Message); connection.close(); Παρόμοιος κώδικας μπορεί να χρησιμοποιηθεί για οποιοδήποτε άλλον OleDb data provider, απλά αντικαθιστώντας τους SQL types με τους αντίστοιχους OleDB types.

80 Updating Data Όπως το όνομα υπονοεί, οι Data Readers μπορούν μόνο να πάρουν δεδομένα από μια πηγή δεδομένων. Αν χρειάζονται λειτουργίες εγγραφής, τότε χρειάζεται ένα command object. SqlConnection connection = new SqlConnection("server=localhost;uid=sa;pwd=;database=pubs"); try { connection.open(); string sqlcmd = "insert into titles (title_id, title, type, pub_id, price, advance, royalty, ytd_sales, notes, pubdate) values ('BU1001', 'Programming Microsoft.NET', 'Business', '1389', NULL, NULL, NULL, NULL, 'Learn to program Microsoft.NET', 'Jan ')"; SqlCommand command = new SqlCommand(sqlcmd, connection); command.executenonquery(); catch (SqlException e) { Console.WriteLine(e.Message); finally { connection.close();

81 DataSets και DataAdapters Το DataSet είναι η αναπαράσταση μιας βάσης δεδομένων αποθηκευμένη στη μνήμη και μπορεί να περιέχει πολλαπλούς πίνακες δεδομένων με constraints και relationships. Τα DataSets χρησιμοποιούνται μαζί με τους DataAdapters για τη διευκόλυνση της πρόσβασης ανάγνωσης/γραφής στις βάσεις δεδομένων. SqlDataAdapter adapter = new SqlDataAdapter("select * from titles","server=localhost;uid=sa;pwd=;database=pubs"); DataSet ds = new DataSet(); adapter.fill(ds); foreach (DataRow row in ds.tables[0].rows) Console.WriteLine(row[1]); Παρατηρήστε τη χρήση του foreach, η οποία σημαίνει ότι το DataSet έχει collections από στήλες και γραμμές.

82 LINQ To SQL Το Linq To SQL είναι ένας εξελιγμένος O/R Mapper που μας επιτρέπει εύκολη πρόσβαση σε δεδομένα από SQL Server. Το Visual Studio ενσωματώνει έναν εύχρηστο designer.

83 Παράδειγμα using (NorthwindDataContext context = new NorthwindDataContext()) { var customers = from c in context.customers where(c.contactname.contains( textboxcustomername.text.trim()) && c.companyname.contains(textboxcompanyname.text.trim())) select c; gridviewcustomers.datasource = customers; gridviewcustomers.databind();

84 LINQ To XML Με το LINQ To XML μπορούμε εύκολα να επεξεργαστούμε αρχεία XML Ακόμα και HTML, αν είναι valid! Ενώ υπάρχει στο.νετ δυνατότητα για χρήση XML DOM αλλά και το XQuery, το LINQ To XML είναι πιο φιλικό στον προγραμματιστή

85 Ένα αρχείο XML <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <Tutorials> <Tutorial> <Author>The Reddest</Author> <Title> Creating an XP Style WPF Button with Silverlight </Title> <Date>2/20/2008</Date> </Tutorial> <Tutorial> <Author>The Fattest</Author> <Title> Flex And Yahoo Maps </Title> <Date>2/12/2007</Date> </Tutorial> <Tutorial> <Author>The Tallest</Author> <Title> WPF Tutorial - Creating A Custom Panel Control </Title> <Date>2/18/2008</Date> </Tutorial> </Tutorials>

86 Parsing με LINQ To XML XDocument xmldoc = XDocument.Load("TestFile.xml"); var tutorials = from tutorial in xmldoc.descendants("tutorial") select new { Author = tutorial.element("author").value, Title = tutorial.element("title").value, Date = tutorial.element("date").value, ;

87 Reflection Οι Managed εφαρμογές αναπτύσσονται σε assemblies που περιέχουν πολλαπλά αρχεία και μπορούν να περιέχουν πολλαπλά modules με managed ή unmanaged κώδικα. Τα managed modules περιέχουν metadata (~ επιπλέον, συνήθως περιγραφικές, πληροφορίες) που περιγράφουν το περιεχόμενο τους και τις δομές δεδομένων μέσα σε κάτι που καλείται «manifest». Αυτές οι πληροφορίες μπορούν να ανακτηθούν χρησιμοποιώντας το ILDASM, ή μέσω των classes που εφαρμόζονται μέσα στο System.Reflection namespace. Στο.ΝΕΤ, reflection σημαίνει έλεγχος του metadata για την ανάκτηση πληροφοριών για ένα assembly, ένα module ή ένα type. Το Visual Studio, π.χ., χρησιμοποιεί το reflection για την ανάκτηση Intellisense Data.

88 Assemblies, Modules και Types Υπάρχουν τρία σχετικά namespaces: System.Reflection.Assembly System.Reflection.Module System.Type Το πρόγραμμα asminfo.cs που ακολουθεί, δείχνει πως το Reflection χρησιμοποιείται για την ανάκτηση πληροφοριών για ένα αρχείο file.dll. Παρατηρήστε τη χρήση των ακόλουθων τύπων: Assembly AssemblyName Version Module[ ] Type[ ] AssemblyName[ ]

89 asminfo.cs class MyApp { static void Main (string[] args) { if (args.length == 0) { Console.WriteLine ("Error: Missing file name"); return; try { Assembly a = Assembly.LoadFrom (args[0]); AssemblyName an = a.getname (); byte[] bytes = an.getpublickeytoken (); if (bytes == null) Console.WriteLine ("Naming: Weak"); else Console.WriteLine ("Naming: Strong"); Version ver = an.version; Console.WriteLine ("Version: {0.{1.{2.{3", ver.major, ver.minor, ver.build, ver.revision); Console.WriteLine ("\nmodules"); Module[] modules = a.getmodules (); foreach (Module module in modules) Console.WriteLine (" " + module.name); Console.WriteLine ("\nexported Types"); Type[] types = a.getexportedtypes (); foreach (Type type in types) Console.WriteLine (" " + type.name); Console.WriteLine ("\nreferenced Assemblies"); AssemblyName[] names = a.getreferencedassemblies (); foreach (AssemblyName name in names) Console.WriteLine (" " + name.name); catch (Exception e) { Console.WriteLine (e.message); Εφαρμοσμένα ως collections

90 Χρήση pointers από C# Η C# μας επιτρέπει να γράψουμε "unsafe" κώδικα. Ο Unsafe κώδικας δεν τρέχει κάτω από το memory management του Common Language Runtime (CLR). Οι Pointers είναι σαν τα references στη C# (MyObject x = new MyObject()). Η κύρια διαφορά είναι ότι ο δείκτης μπορεί να δείξει οπουδήποτε στη μνήμη Για να μεταγλωτιστεί unsafe κώδικας, πρέπει να γίνει χρήση της επιλογής /unsafe στον compiler.

91 Παράδειγμα unsafe { int* fib = stackalloc int[100]; int* p = fib; *p++ = *p++ = 1; for (int i = 2; i < 100; ++i, ++p) *p = p[-1] + p[-2]; for (int i = 0; i < 10; ++i) Console.WriteLine(fib[i]);

92 Attributes Μπορούμε να φανταστούμε τις attributes ως τρόπους να διακοσμήσουμε ή να καθορίσουμε λεπτομέρειες γύρω από μια δήλωση στον κώδικα μας. Για παράδειγμα, τα access modifiers μιας class (public, protected, private) είναι attributes. Οι attributes του SDK μπορούν να βρεθούν χρησιμοποιώντας το namespace System.Reflection.{AssemblyConfigurationName, AssemblyCultureName,. Η C# μας δίνει την δυνατότητα να ορίσουμε attributes στο επίπεδο του assembly, module, class, struct, interface, enum, delegate, method, parameter, field, property (indexer, getter, setter), event (field, property, add, remove). Αυτό είναι δυνατόν γιατί υπάρχουν τρεις classes των attributes: AttributeUsage, Conditional, and Obsolete.

93 Attributes, μέρος 2 Οι Attributes είναι δηλώσεις κώδικα που προστίθενται για να προσδιορίσουν ή να ανακτήσουν πληροφορίες για metadata. Αν χρησιμοποιηθούν έξυπνα, οι δηλώσεις attribute μπορούν να αποδειχτούν ένα εξαιρετικό εργαλείο για τον ομαδικό προγραμματισμό και για τη διαχείριση των εκδόσεων (version control). Μια attribute εφαρμόζεται στο κομμάτι κώδικα που βρίσκεται αμέσως μετά από τη δήλωση της: using System.Diagnostics; [Conditional ("DEBUG")] public void DoStuff () {... Αυτό καλείται «δώσιμο μιας attribute σε μια μέθοδο». Αν ο κώδικας γίνει compiled χωρίς ένα DEBUG σύμβολο, ένα token τοποθετείται στο metadata για να υποδηλώσει ότι το DoStuff δε θα κληθεί. Αν κάποιος άλλος κώδικας καλέσει το DoStuff σε release mode, η κλήση θα αγνοηθεί. Το DoStuff θα εκτελεστεί μόνο αν το module του γίνει compiled σε DEBUG mode.

94 Χρήση Attributes για Version Control [AttributeUsage (AttributeTargets.All, AllowMultiple=true)] class CodeRevisionAttribute : Attribute { public string Author; public string Date; public string Comment; public CodeRevisionAttribute (string Author, string Date) { this.author = Author; this.date = Date; Ο compiler προσθέτει την Attribute Ο κώδικας μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως εξής: [CodeRevision ("billg", " ")] [CodeRevision ("steveb", " ", Comment="Fixed Bill's bugs")] struct Point { public int x; public int y; public int z;

95 Χρήση Attributes για Version Control, μέρος 2 MemberInfo info = typeof (Point); object[] attributes = info.getcustomattributes (false); if (attributes.length > 0) { Console.WriteLine ("Code revisions for Point struct"); foreach (CodeRevisionAttribute attribute in attributes) { Console.WriteLine ("\nauthor: {0", attribute.author); Console.WriteLine ("Date: {0", attribute.date); if (attribute.comment!= null) Console.WriteLine ("Comment: {0", attribute.comment); Πληροφορίες από τη Attribute Code revisions for Point struct Author: billg Date: Author: steveb Date: Comment: Fixed Bill's bugs

96 Late Binding Το Dynamic Loading (δυναμική φόρτωση) αναφέρεται στη διαδικασία εισαγωγής modules (τυπικά από.dll αρχεία) όταν χρειάζονται. Τα Plug-ins είναι ένα καλό παράδειγμα του dynamic loading. Το Dynamic Loading πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας μια τεχνική που λέγεται Late Binding, που ουσιαστικά γίνεται με την αναβολή της ανάθεσης των τύπων (type assignment) ενός καινούργιου object μέχρι να χρειαστούν πληροφορίες για τους τύπους (για να πάρουμε τα μέλη τους, το μέγεθος τους, κ.τ.λ.). Το Reflection κάνει το Late Binding για το Dynamic Loading δυνατόν.

97 Threading Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε το namespace System.Threading για τη δημιουργία πολυνηματικών εφαρμογών Χρειάζεται ένας delegate ThreadStart ή ParameterizedThreadStart (αν θέλουμε παραμέτρους) Δημιουργία αντικειμένου Thread, με τον αντίστοιχο delegate στον constructor Εκκίνηση του thread, με την threadinstance.start()

98 Παράδειγμα static void Main(string[] args) { for (int i = 0; i < 10; i++) { Thread t = new Thread(WriteToConsole); Console.WriteLine("In parent thread, managed thread id = {0 and child thread id = {1", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, t.managedthreadid); t.start(); Console.ReadLine(); readonly static Random random = new Random(DateTime.Now.Millisecond); static void WriteToConsole() { Thread.Sleep(random.Next(500,3000)); Console.WriteLine("In child thread, Time is {0 and ThreadID is {1",DateTime.Now.ToLongTimeString(), Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

99 Output