Jorg Witte. Programmieren in C#

Transkript

1 Jorg Witte Programmieren in C#

2 Jorg Witte Programmieren in C# Von den ersten Gehversuchen bis zu den Sieben-Meilen-Stiefeln Teubner B. G. Teubner Stuttgart Leipzig Wiesbaden

3 Bibliografische Information der Deutschen Bibliothek Die Deutsche Bibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliographie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet Ober < abrufbar. Dr. rer. nat. habil. Jorg Witte Geboren 1957 in Frankfurt am Main. Studium der Mathematik und Physik an der FU-Berlin Diplom in Mathematik Promotion und 1997 Habilitation wissenschaftlicher Mitarbeiter der FU-Berlin Vorlesungen vor Informatikstudenten an der Technischen Fachhochschule Berlin. ab 1993 Vorlesungen an der FU-Berlin Forschungs- und Lehraufenthalt an der Middle East Technical University. Ankara. ab 2000 Dozent for Programmiersprachen in der beruflichen Fortbildung. 1. Auflage Juli 2004 Aile Rechte vorbehalten B. G. Teubner Verlag / GWV Fachverlage GmbH. Wiesbaden 2004 Der B. G. Teubner Verlag ist ein Unternehmen von Springer Science+Business Media. Das Werk einschlieblich aller seinerteile ist urheberrechtlich geschotzt. Jede Verwertung auberhalb der engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne Zustimmung des Verlags unzulassig und strafbar. Das gilt insbesondere for Vervielfaltigungen. Obersetzungen. Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen. Handelsnamen. Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme. dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten waren und daher von jedermann benutzt werden dorften. Umschlaggestaltung: Ulrike Weigel. Gedruckt auf saurefreiem und chlorfrei gebleichtem Papier. ISBN-13: e-isbn-13: DOl: /

4 Vorwort Dieses Buch ist aus einer Vorlesung entstanden, die ich im Sommersemester 2003 an der FU Berlin gehalten habe. Es flossen auch Erfahrungen ein, die ich als Dozent in der beruflichen Weiterbildung sammeln konnte. Die Studenten und Lehrgangsteilnebmer besaben keine Vorkenntnisse in der Programmiersprache C# und nur zum Teil Kenntnisse in einer anderen Programmiersprache. Auch an den Leser werden keine Voraussetzungen gestellt. Lediglich die Fiihigkeit zum logischen und abstrakten Denken solite er mitbringen. Mit einer Portion gesunden Menschenverstand sowie Interesse kann der Leser sehr tief in die Materie eindringen. Dieses Buch unterscheidet sich daher von vielen anderen Biichern iiber Programmiersprachen. Nicht selten wird der unbedarfte Leser mit einem iiber tausendseitigen Werk erschlagen, das eher filr Experten gescbrieben ist. Aber wie wird man ein Fachmann filr eine Programmiersprache? Programmieren ist auch eine Fertigkeit, die nicht nur theoretisch gelernt werden kann. Ein Musikinstrument zu spielen, lernt man auch nicht ausschlieblich in der Notenschule, sondern durch regelm1ibiges Dben. Dem Schiller muss aber auch gezeigt werden, wie er das machen soli. Eine Fiihigkeit muss vorgefiibrt werden, so dass sie nachgeahmt werden kann. Daher wird hier der Sachverhalt an vielen Beispielen verdeutlicht. Durch erganzende Dbungen erhiilt der Leser die Moglichkeit, das Erlernte auszuprobieren. Es w!ire aber zu kurz gegriffen, das Erlernen einer Programmiersprache ausschlieblich als den Erwerb eines handwerklichen Geschicks anzusehen. SchlieBlich ist eine Programmiersprache eine Sprache, mit der Informationen ausgedriickt werden konnen. Es konnen sehr komplexe Datenstrukturen und Operationen auf ihnen dargestelit werden. Ein fundiertes theoretisches Riistzeug ist unerliisslich. 1m Gegensatz zu einigen Biichern filr Einsteiger werden hier keine Kochrezepte vorgestelit, die es nur mechanisch, ohne Sinn und Verstand anzuwenden gilt. Eine Sprache - insbesondere eine Programmiersprache - besteht neben ihren Wortern aus einer Vielzahl von Regeln, wie die Worter zu verwenden sind. Eine Programmiersprache besitzt sowohl vorgegebene Worter als auch die Moglichkeit, Bezeichner selbst zu definieren. Es ist sogar moglich, eigene Verwendungsregeln zu definieren. All dieses sollte aber durchdacht geschehen. Daher wird auch ein grundlegendes Verstlindnis vermittelt. Zusammenhiinge und Anwendungsmoglichkeiten der sprachlichen Ausdrucksmittel werden dargestellt. Der Leser solite durch die LektUre in die Lage versetzt werden, die sprachlichen Mittel und Programmiertechniken selbst zu beurteilen und einzuordnen. Auch Beziige zu den auber-

5 6 Vorwort sprachlichen Anforderungen an ein Programm herzustellen, gemrt zu den Kompetenzen, die der Leser sich aneignen kann. Berlin, Marz 2004 Jl>rg Witte

6 7 Inhaltsverzeichnis Vorwort... 5 Inhaltsverzeichnis EinfUhrung in die objektorientierte Programmierung Warum eine neue Programmiersprache? Ein erstes Beispielprogramm Darstellung von Daten Grundlagen Hexadezimalsystem Wert- und Verweistypen Das NET-Framework Intermediate Language Die Standardklassenbibliothek Vordefinierte Datentypen Grundlagen Der logischetyp Der Zeichentyp Die Ganzzahltypen Die Gleitkommazahlen Dezimale Strings Die Klasse obj ect Konstanten Darstellung von Werten durch Bytezustande Typenkonvertierung Arrays Operationen und Ausdriicke Arithmetische Operatoren Vergleichsoperatoren Logische Operatoren Bitweise Operatoren Zuweisungsoperatoren Sonstige Operatoren Der Type-Cast-Operator

7 8 Inhaltsverzeichnis Der Fragezeichenoperator Vorrangregeln und Assoziativitat Ausdrucksanweisungen Statische Methoden und Variablen Programmsteuerung Verzweigungen Schleif en Grundlagen Die for-schleife Die while-schleife Die do-schleife Die Befehle break und continue Klassen und Objekte Definition und Verwendungsweise Instanzmethoden ParameterUbergabe als Wert oder Verweis Params-Parameter Lebensdauer und Sichtbarkeit von Variablen Uberladen von Methoden Uberladen von Operatoren Konstruktoren ZerstOren von Objekten Vererbung Einfiihrung Ableiten einer Klasse ~onvertierungen zwischen Basis- und abgeleiteten Klassen Uberlagem von Methoden Polymorphie Virtuelle Methoden Abstrakte Methoden Versteckte Methoden Versiegelte Methoden und Klassen Eigenschaften und Indexer Eigenschaften Indexer Interfaces Grundlagen Definition Verwendung

8 14.4 Polymorphie Explizite Implementation Ableiten von Interfaces Geschachtelte Klassen Grundlagen Innere Klassen Innere Klassen mit einem Interface Exceptions Grundlagen Ausnahmehandlung Die Klasse System. Exception Das Werfen von Ausnahmen Die SchlUsselworter checked und unchecked Strukturen, Enumerationen und Boxing Strukturen Enumerationen Boxing Streams und Dateioperationen Einfiihrung Die Klasse Stream Die Klasse FileStream Die Klassen TextWriterund Streamwriter Die Klassen TextReader und StreamReader Die Klasse FileInfo und DirectoryInfo Die Klassen BinaryReader und BinaryWriter Die Klassen BufferedStream und MemoryStream Attribute Metadaten Verwendung von Attributen Delegaten und Ereignisse Einfiihrung und Motivation Definition und Verwendungsweise eines Delegaten Ereignisse GrundzUge der Windowsprogrammierung Einfiihrung in graphische Benutzeroberflachen und Windowsanwendungen Ereignissteuerung Graphische Steuerelemente Modale Dialogfenster

9 10 Inhaltsverzeichnis Mentis Maus- und Tastaturereignisse Die Ereignisse Load und Paint und die Klasse Graphics Benutzerdefinierte Steuerelemente Vergleich mit den Sprachen c++ und Java Stichwortverzeichnis