Visual C# Frank Eller. Grundlagen, Programmiertechniken, Datenbanken. An imprint of Pearson Education

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1 Frank Eller Visual C# 2005 Grundlagen, Programmiertechniken, Datenbanken An imprint of Pearson Education München Boston San Francisco Harlow, England Don Mills, Ontario Sydney Mexico City Madrid Amsterdam

2 Inhalt Vorwort 19 1 Einführung 23 1 Das.NET Framework Warum.NET? Die.NET-Strategie NET und Java Vorteile von.net Der Aufbau des.net Frameworks Übersicht Die Common Language Runtime Die Klassenbibliothek Die Benutzerschnittstelle Common Language Specification und Common Type System Der Intermediate Language Code (IL-Code) Der Global Assembly Cache (GAC) Strong Names Neuerungen in.net Neues im Compiler Neues in C# bzw. dem.net Framework Neuerungen in Windows.Forms 42 2 Erste Schritte Hello World (Konsole) Das erste Programm Erweiterung des Programms Hello World (Windows-Version) Projektauswahl Entwurf der Oberfläche Einfügen von Code Quelltext-Dateien 58 3 Das Visual Studio Einführung Übersicht Systemvoraussetzungen und Versionen Wichtige Fenster der Entwicklungsumgebung Der Projektmappen-Explorer Die Toolbox Das Eigenschafts-/Ereignisfenster Die Projekteigenschaften 70

3 6 Inhalt 3.3 Der visuelle Designer Der Editor Anpassung des Editors IntelliSense Smarttags Änderungen innerhalb einer Sitzung Refactoring Tools und Hilfsmittel Das Klassendiagramm Das Objekttestcenter Code Snippets (Codeausschnitte) Fazit 78 II Grundlagen 79 4 Datentypen Werte- und Referenztypen Unterschiede zwischen Werte- und Referenztypen Integrierte Datentypen Der Datentyp bool Der Datentyp char Numerische Datentypen Der Datentyp string Nullable Types Variablen Deklaration und Initialisierung Bezeichner Gültigkeitsbereich Konstanten Konvertierungen und Boxing Implizite und explizite Konvertierung Boxing und Unboxing Typumwandlung Arrays Eindimensionale Arrays Mehrdimensionale Arrays Ungleichförmige Arrays Arbeiten mit Arrays Syntaxzusammenfassung Aufzählungstypen (enum) Grundlagen Deklaration und Anwendung Bitfelder Arbeiten mit Aufzählungen Syntaxzusammenfassung 113

4 Inhalt 7 5 Ablaufsteuerung Verzweigungen Die if-anweisung Die switch-anweisung Die bedingte Zuweisung (tenärer Operator) Die goto-anweisung Schleifen Die for-schleife Die while-schleife Die do-schleife Die foreach-schleife Operatoren Arithmetische Operatoren Vergleichsoperatoren Logische Operatoren Bitweise Operatoren Zusammengesetzte Operatoren Sonstige Operatoren Klassen und Objekte Grundlagen der Objektorientierung Abstraktion Kapselung Vererbung Polymorphie Aggregation Gliederung einer Anwendung: Namespaces Deklaration Aufteilung der Deklaration Klassen Klassendeklaration Felder (Instanzvariablen) Methoden Konstruktoren und Destruktoren Eigenschaften (Properties) Statische Klassenelemente Private Konstruktoren Statische Konstruktoren Statische Klassen Modifizierer Operatorenüberladung Überladen mathematischer Operatoren Überladen der Konvertierungsoperatoren Partielle Klassen 163

5 8 Inhalt 6.8 Strukturen (struct) Deklaration Nullable Structs Vererbung und Polymorphie Vererbung Ableiten von Klassen Gemeinsame Methoden aller Klassen Virtuelle Methoden Polymorphie Abstrakte, versiegelte und verschachtelte Klassen Versiegelte Klassen Abstrakte Klassen Verschachtelte Klassen Delegates und Events Grundlagen zu Delegates Verwenden von Delegates Eine Sortierroutine Ein Delegate mehrere Methoden Anonyme Methoden Ereignisse (Events) Deklaration Ereignisse implementieren und verwenden Interfaces Grundlagen Deklaration Implementierung Interface explizit verwenden Nicht implementierte Methoden Die Interfaces IComparer und IComparable Deklaration Verwendung von IComparer und IComparable Das Interface IDisposable Attribute Grundlagen Verwendung Parameter Eigene Attribute erstellen Verwendung festlegen Attributparameter Ermitteln des Attributs 219

6 Inhalt Beispiel: Ein Todo-Attribut Deklaration der Attributklasse Auswertung der Attribute Generics Grundlagen zu Generics Deklaration Beispiel: ein generischer Stack Der Standardwert eines generischen Typs Constraints Mögliche Bedingungen Erweitern des Beispiels Vererbung mit Generics Konkrete Klassen mit generischer Basisklasse Generische Klassen mit generischer Basisklasse Generische Methoden 235 III Grundlegende Programmiertechniken Arbeiten mit Datentypen Zahlen Notation Rundungsfehler Division durch Null und der Wert unendlich Arithmetische Funktionen Zahlen runden und andere Funktionen Zufallszahlen Strings Grundlagen Verketten von Strings Zugriff auf Zeichenketten Vergleiche von Zeichenketten Die Klasse StringBuilder Unicode Syntaxzusammenfassung Datum und Zeit Die Struktur DateTime Die Struktur TimeSpan Arbeiten mit Datum und Zeit Zeitmessungen - die Klasse Stopwatch Syntaxzusammenfassung Formatierungsmethoden in.net Grundlagen Zahlen formatieren Datum und Zeit formatieren 278

7 10 Inhalt 13 Collections Grundlagen Die Listenklassen aus System.Collections Übersicht Übersicht über die verwendeten Interfaces Grundlegende Programmiertechniken Listenelemente löschen Sortieren von Listen Suchen in einer ArrayList Queue und Stack verwenden Datenaustausch zwischen Listen Eigene Listenklassen erstellen Eine neue Art von Eigenschaft: der Indexer Implementierung der foreach-schleife Beispielprogramm Bücherliste Syntaxzusammenfassung Interfaces Klassen Generische Listenklassen Verwendung generischer Listenklassen Geschwindigkeitsvergleich Generics zu normal Dateien und Verzeichnisse Grundlagen Streams Klassen von System.IO Verzeichnisse und Dateien Datei- und Verzeichnisinformationen Ermittlung von Dateien in einem Verzeichnis Manipulation von Dateien und Verzeichnissen Verzeichnisse, Dateien und Laufwerke ermitteln Datei- und Verzeichnisnamen bearbeiten Beispielanwendung Backup Beispielanwendung Synchronisieren Syntaxzusammenfassung Dialoge für Verzeichnisse und Dateien Der Dialog zum Öffnen einer Datei Der Dialog zum Speichern einer Datei Der Dialog zur Verzeichnisauswahl Syntaxzusammenfassung Textdateien Kodierung von Textdateien Textdateien lesen (mit StreamReader) Textdateien schreiben (StreamWriter) Beispielprogramm Textdatei erstellen und lesen 367

8 Inhalt Beispielprogramm Textkodierung ändern Zeichenketten lesen und schreiben (StringReader und StringWriter) Syntaxzusammenfassung Binäre Dateien Die Klasse FileStream Beispielprogramm Dateien zerteilen Gleichzeitiger Zugriff auf eine Datei Die Klasse BufferedStream MemoryStream (Streams im Arbeitsspeicher) Dateien komprimieren BinaryReader und -Writer (Variablen binär speichern) Beispielprogramm unterschiedliche Daten schreiben und lesen Syntaxzusammenfassung Asynchroner Dateizugriff Verwendung eines asynchronen Streams Asynchrones Schreiben mit Callback Verzeichnisse überwachen FileSystemWatcher verwenden Verzeichnisüberwachung mit Logdatei Serialisierung Grundlagen Serialisieren mit BinaryFormatter und SoapFormatter Angepasste Serialisierung Die Klasse XmlSerializer Multithreading Grundlagen Preemptives Multitasking Multithreading-Modelle Wozu Multithreading? Arbeiten mit Threads Die Klasse Thread Beispielanwendung Syntaxzusammenfassung Synchronisation Wozu synchronisieren? Die Klasse Monitor Die Anweisung lock() Die Komponente BackgroundWorker Methoden und Ereignisse Beispielapplikation: Fibonacci Fehlersuche und Fehlerabsicherung Fehlerabsicherung Abfangen von Exceptions try-catch-syntax 457

9 12 Inhalt Eigenschaften und Methoden der Klasse Exception Eigene Exception-Klassen Fehlersuche (Debugging) Grundlagen Fehlersuche in der Entwicklungsumgebung Ausgaben der Klasse Debug Syntaxzusammenfassung 475 IV Windows-Programmierung Einführung in Windows.Forms Einführung Interaktion zwischen Code und Designer Arbeiten mit dem Visual Studio Arbeiten mit Formularen Eigenschaften von Formularen Grundlegende Vorgehensweisen Standard-Steuerelemente Überblick NET-Steuerelemente COM und.net Steuerelemente in Toolbox einfügen Gemeinsame Member der Steuerelemente Aussehen Größe, Position und Layout Eingabefokus, Validierung Sonstiges Syntaxzusammenfassung Buttons Das Steuerelement Button Das Steuerelement CheckBox Das Steuerelement RadioButton Steuerelemente für Text Das Steuerelement Label LinkLabel Das Steuerelement TextBox Das Steuerelement MaskedTextBox Das Steuerelement RichTextBox Steuerelemente für Grafik Das Steuerelement PictureBox Das Steuerelement ImageList Listen ListBox CheckedListBox 557

10 Inhalt ComboBox ListView Beispielprogramm TreeView Beispielprogramm: Festplatteninhalt ermitteln Datum und Zeit MonthCalendar DateTimePicker Schiebe- und Zustandsbalken, Drehfelder HScrollBar, VScrollBar TrackBar ProgressBar NumericUpDown DomainUpDown Gruppieren von Steuerelementen Panel GroupBox TabControl (Dialogblätter) Weitere Steuerelemente SplitContainer TableLayoutPanel FlowLayoutPanel Timer ToolTip HelpProvider ErrorProvider NotifyIcon Eigene Steuerelemente erstellen Grundlagen zu Steuerelementen Arten von Steuerelementen Vorbereitung Zusammengesetzte Steuerelemente Eine IP-Textbox als Steuerelement Funktionalität hinzufügen Die Bitmap für die Toolbox Testen des Steuerelements Abgeleitete Steuerelemente Ein erweitertes Panel Funktionalität hinzufügen Benutzeroberfläche Bedienelemente Der Menüeditor Menüeigenschaften einstellen Kontextmenüs 653

11 14 Inhalt Symbolleisten (ToolStrip-Steuerelement) Die Statusleiste (StatusStrip-Steuerelement) Eigene Elemente für den ToolStrip Standarddialoge Dateien öffnen und speichern Farbauswahl Schriftart auswählen MDI-Anwendungen Grundlagen MDI-Fenster verwalten Beispiel: Mergen von Menüs und ToolStrip-Komponenten Programmiertechniken Anzeige eines Splashscreens Arbeiten mit der Zwischenablage Drag&Drop Konfigurationsdateien Grafikprogrammierung (GDI+) Einführung Ein erstes Beispiel Grafik-Container (Form, PictureBox) Dispose für Grafikobjekte Fazit Elementare Grafikoperationen Linien, Rechtecke, Vielecke, Ellipsen, Kurven (Graphics-Klasse) Farben (Color-Struktur) Linienformen (Pen-Klasse) Füllmuster (Brush-Klassen) Koordinatensysteme und -transformationen Syntaxzusammenfassung Text ausgeben (Font-Klassen) Einführung TrueType-, OpenType- und Type-1-Schriftformate Schriftarten und -familien Schriftgröße Schriftauszeichnung und Textformatierung Font-Auswahldialog Syntaxzusammenfassung Bitmaps, Icons und Metafiles Die Klassen Graphics, Image und Bitmap Bitmaps in Formularen darstellen Bitmaps manipulieren Transparente Bitmaps Metafile-Dateien Syntaxzusammenfassung Fortgeschrittene Programmiertechniken 787

12 Inhalt Zeichen- und Textqualität Grafikobjekte zusammensetzen (GraphicsPath) Umgang mit Regionen und Clipping Rechteck-Auswahl mit der Maus (Rubberbox) Bitmap-Grafik zwischenspeichern (AutoRedraw) Flimmerfreie Grafik (Double-Buffer-Technik) Scrollbereich für Grafik Einfache Animationseffekte Bitmaps direkt manipulieren Drucken Überblick Limitationen und weitere Werkzeuge zum Drucken Die wichtigsten Klassen und Steuerelemente Grundlagen Die Komponente PrintDocument Die Dialoge PrintDialog und PageSetupDialog Der Dialog PrintPreviewDialog Druckereigenschaften und Seitenlayout Syntaxzusammenfassung Beispiel Mehrseitiger Druck Eine Textbox zum Drucken Weitere Programmiertechniken Unterschiedliches Seitenlayout Drucken ohne Status- bzw. Abbruch-Dialog Eigene Seitenvorschau 857 V Programmiertechniken Lokalisierung von Anwendungen Eigenschaften von Steuerelementen und Formularen lokalisieren Ressourcendateien Auswertung der Lokalisierungseinstellungen Auswahl der aktuellen Kultur Zusätzliche Zeichenketten in den Lokalisierungsdateien speichern Beispielprogramm Externe Programme steuern (Automation) Automation mittels COM-Komponenten Verwendung der Klassenbibliothek Beispiel RichTextBox mit Word ausdrucken API-Aufrufe (P/Invoke) Grundlagen zu P/Invoke Konvertierungen Aufruf von DLL-Funktionen 881

13 16 Inhalt 25 Reflection Grundlagen zu Reflection Grundlegende Eigenschaften und Methoden von Type Relevante Klassen für Reflection Beispielapplikation: Informationen über die BCL ermitteln Das Hauptformular der Anwendung der Aufbau Die Klasse AssemblyReflector Die Klasse TypeReflector Das Hauptformular die Funktionalität Programmstart mit Splashscreen Beispielprogramm: Daten mittels Reflection ändern Die Klasse zum Instanzieren Das Hauptformular Weitergabe von Windows-Programmen (Setup.exe) Einführung Installationsprogramm erstellen (Entwicklersicht) Installation ausführen (Kundensicht) Installationsprogramm für Spezialaufgaben Grundeinstellungen eines Setup-Projekts Startmenü, Desktop-Icons Benutzeroberfläche des Installationsprogramms Start- und Weitergabebedingungen Dateityp registrieren ClickOnce ClickOnce Einstellungen ClickOnce-Installation aus Anwendersicht Signieren eines Projekts Bestandteile einer Signatur Der Signiervorgang Signierte DLL in den GAC einfügen 936 VI Datenbanken (ADO.NET) Grundlagen Datenbanksysteme Übersicht über gebräuchliche Datenbanksysteme Einrichten der Datenbankumgebung Installation des SQL Server 2005 (Standard/Express) Die Beispieldatenbank des Buchs Datenbankwerkzeuge SQL Server Management Studio SQL Management Studio Express SQL Grundlagen Data Definition Language 955

14 Inhalt Data Manipulation Language Data Query Language Stored Procedures Datenbankaufbau Global Unique Identifiers (GUID) Normalformen Überblick über ADO.NET Grundlegender Datenbankzugriff Namespaces für die Datenbankprovider Die Klasse SqlConnection Datenbankkommandos absetzen (SqlCommand) Daten ermitteln (SqlDataReader) Stored Procedures verwenden In-Memory-Datenbank: Das DataSet Klassen für das DataSet Laden der Daten: SqlDataAdapter Erzeugen von Kommandos: Der SqlCommandBuilder Speichern der Daten mit SqlDataAdapter Datenspeicher: Die Klasse DataTable Verknüpfen von Tabellen (DataRelation) Visual Data Tools Steuerelemente für den Datenzugriff Die Hilfsmittel des Visual Studio Das DataGridView im Detail Weitere Steuerelemente für die Datenbindung Typisierte DataSets Fortgeschrittene Programmiertechniken Metadaten des SQL Server ermitteln Arten von Metadaten Ermitteln des Datenbankschemas Parameter für GetSchema() Ermitteln der Datenbankinformationen Automatische Erstellung von Business-Objekten Das Hauptformular Tabellen auswählen »Konvertieren«der Tabellen in Klassen Datenbindung mit Objekten Grundlagen der Datenbindung an Objekte Beispielprogramm mit Objekt-Datenbindung 1051 A Glossar 1059 Index 1065