Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Лабораторна робота № 1
Інтегроване середовище Microsoft Visual Studio
Мета роботи
Ознайомлення з основними компонентами і набором інструментів інтегрованого середовища розробки
Microsoft Visual Studio. Надбання навичок побудови власних проектів, форм і класів, а також оволодіння
способами модифікації, збереження і відновлення проектних файлів створюваного застосування.
Короткі теоретичні відомості
Середовище Visual Studio і платформа .NET
Середовище Visual Studio ⎯ це повністю інтегрована візуальна студія розробки, яка однаково добре
справляється з мовами C++, C#, Visual Basic, а також з ASP.NET, дозволяючи створювати об'єктно-орієнтовані
Windows-застосування і Web-служби. Вона є основним компонентом багатомовної технології .NET.
Програмними інструментами цієї технології являються платформа .NET Framework і набір орієнтованих на
цю платформу компіляторів для об'єктно-орієнтованих мов програмування, склад яких постійно
розширюється.
Платформа .NET Framework, на якій працює студія Visual Studio і створювані з її допомогою
застосування, є каркасом і віртуальним інтерфейсом для доступу до API-функцій операційної системи
Windows. Вона дозволяє максимально спростити процес написання початкової програми, її налагодження і
компіляції в зборку (Assembly) ⎯ керований код для постачання споживачам у вигляді виконуваних
застосувань, служб, Web-сторінок або бібліотек. Інструментами платформи є бібліотека базових класів .NET
Framework (FCL) і загальномовне виконуюче середовище (Common Language Runtime CLR).
Проекти і рішення
Візуальне об'єктно-орієнтоване середовище розробки Visual Studio і мова C# надають широкий спектр
можливостей і дозволяють швидко, ефективно і надійно реалізувати усі вимоги і атрибути застосування, що
розробляється. Середовище включає текстовий редактор з розвиненими засобами підказки (IntelliSense) і
синтаксичного контролю тексту програм, що вводиться (Design-Time Debugging), візуальний редактор
конструктора форм, що забезпечує одночасно з візуальною побудовою графічного об'єкту його текстове
представлення у вигляді операторів мови, спеціальні робочі вікна, а також елементи керування для
автоматичного виклику компіляторів, відладчиків і довідкової системи.
При першому запуску Visual Studio відображається стартова сторінка (Start Page), яка є HTML- сторінкою
(рис. 1), що містить посилання на корисні Web-сайти, і дає можливість відкрити існуючий проект (Recent
Project).
Рис. 1. Стартове вікно Visual Studio
Для розробки нового застосування потрібно створити рішення і побудувати один або декілька проектів
необхідного типу за допомогою команди File/New Project. По цій команді відкривається діалогове вікно
New Project (рис. 2).
Проект (Project) ⎯ це уся сукупність файлів з вихідними програмними кодами і ресурсами, в результаті
компіляції яких створюється єдина зборка (Assembly) або, в деяких випадках, єдиний модуль (Module) для
застосування або бібліотеки класів.
Рішення (Solution) ⎯ це один або сукупність декількох взаємозв'язаних проектів для певного пакету
цільового програмного забезпечення, які створюються одночасно і з урахуванням усіх існуючих між ними
взаємозв'язків.
Рис. 2. Вибір типу і визначення місця розташування проекту застосування
На рис. 2 вибраний тип проекту Windows Forms Application. Для створення консольного застосування
Windows в діалоговому вікні New Project необхідно вибрати пункт Console Application. Тут же задаються
імена папок для проекту і для рішення, а також шлях для папки рішення, при цьому передбачається, що
папка проекту автоматично буде включена в папку рішення. Після натискання OK буде створено відповідне
рішення Visual Studio.
Проекти і рішення редагуються як єдине ціле і відображаються в вікні Solution Explorer. Після створення
проекту консольного застосування в середовищі Visual Studio, у вікні редактора Visual Studio відобразиться
код програми, а у вікні Solution Explorer відобразиться структура рішення (Solution “ConsoleApplication1”) і
включених до нього проектів (“ConsoleApplication1”), рис. 3. Якщо панель Solution Explorer закрита, її можна
викликати з меню View/Solution Explorer.
Для даного консольного додатку з ім'ям рішення ConsoleApplication1 створюються наступні папки і
файли:
Папка ConsoleApplication1 ⎯ для рішення проекту застосування;
В папці WindowsFormsApplication1:
а) XML-файл ConsoleApplication1.sln ⎯ для опису параметрів рішення (файл рішення);
б) папка ConsoleApplication1 ⎯ для проекту застосування;
В папці проекту ConsoleApplication1:
а) XML-файл ConsoleApplication1.csproj ⎯ для опису параметрів проекту (файл проекту);
б) папка Properties ⎯ для зберігання властивостей проекту. Розглядати файл Assemblylnfо.cs
зараз не будемо. У ньому міститься додаткова інформація про проект, яка поки нас не
хвилює;
в) тека References ⎯ для посилань на системні бібліотеки .NET;
г) файл Program.cs ⎯ код головного модуля застосування;
Всі файли коду C# мають розширення .cs.
Рис. 3. Відображення коду консольного додатку (Program.cs) та структури рішення (Solution Explorer)
Структура даного рішення віконного додатку Windows Forms і проекту приведена на рис. 4. Там же
приведена форма головного вікна додатку.
Спочатку в представленні структури рішення вказані імена папок рішення і проекту, а потім
розташовуються усі автоматично створювані вкладені папки і файли, склад і призначення яких залежить від
типу проекту.
Таким чином, для даного Windows-застосування з ім'ям рішення WindowsFormsApplication1
створюються наступні папки і файли:
Папка WindowsFormsApplication1 ⎯ для рішення проекту застосування;
В папці WindowsFormsApplication1:
а) XML- файл WindowsFormsApplication1.sln ⎯ для опису параметрів рішення (файл рішення);
б) папка WindowsFormsApplication1 ⎯ для проекту застосування;
В папці проекту WindowsFormsApplication1:
а) XML- файл WindowsFormsApplication1.csproj ⎯ для опису параметрів проекту (файл
проекту);
б) папка Properties ⎯ для зберігання властивостей проекту;
в) тека References ⎯ для посилань на системні бібліотеки;
г) файл Program.cs ⎯ кореневий модуль застосування;
ґ) файл Form1.cs ⎯ для початкового коду головної форми;
д) файл Form1.Designer.cs ⎯ файл візуального дизайнера головної форми;
е) файл Form1.resx ⎯ для опису ресурсів головної форми.
Під час відладки проекту середовище Visual Studio створює додаткові папки і файли, в яких
зберігаються тексти на проміжній мові CIL і інша системна інформація: папки bin, Debug, obj, файл
керованого коду (сборки) WindowsFormsApplication1.exe і інші.
Рис. 4. Графічне відображення шаблону головного вікна застосування (Design) та структури застосування
(Solution Explorer)
Редагування програмного коду
Основним для початкової роботи в середовищі розробки Visual Studio являється редактор програмного
коду. Редактор Visual Studio забезпечує усі стандартні дії, які доступні для будь-якого іншого редактора
(набір програмного коду, редагування, копіювання, вставка, пошук і так далі) і, крім того, має великий набір
додаткових можливостей, що значно допомагають розробникам створювати великі і складні програмні
системи. Орієнтуючись на початкове знайомство з середовищем розробки, розглянемо декілька корисних
властивостей редактора коду, які можуть зробити відчутне практичне сприяння програмістові при
підготовці навіть найпростіших програм.
Автоматична перевірка правильності тексту. Редактор програмного коду підтримує оперативну(в
процесі введення тексту) перевірку правильності введення програми – ключові слова алгоритмічної мови
розпізнаються і виділяються (зазвичай синім) кольором. При цьому, якщо використання ключових слів
відбувається неправильно (не відповідає синтаксичним правилам мови програмування) це ключове слово
підкреслюватиметься червоною хвилястою лінією. Як результат, при наборі програмного коду слід уважно
стежити за колірним забарвленням ключових слів і виділенням синтаксично неправильних конструкцій
програмного коду.
Отримання довідкової інформації. Для отримання довідкової інформації треба встановити текстовий
курсор на елемент програми, для якого потрібна наявність довідки, і натиснути клавішу F1 (слід зазначити,
що довідка часто буде видана англійською мовою; крім того, отримання довідки можливе тільки у разі,
якщо на комп'ютері встановлена довідкова служба MSDN Library – ця служба поставляється при придбанні
Visual Studio). Як правило, отримувана інформація містить усю необхідну для програміста інформацію,
забезпечуючи, тим самим, дієву допомогу при розробці програм. У більшості випадків, довідкова
інформація доповнена прикладами практично використання даних елементів.
Автоматизована підтримка набору тексту. Для надання максимального сприяння програмістові для
швидкого і безпомилкового набору програмного коду в редакторові середовища Visual Studio є
спеціальна служба IntelliSense, яка забезпечує:
Відображення списку методів і полів для класів, структур, простору імен і інших елементів коду
(рис. 5). Виведення списку здійснюється автоматично після введення імені і подальшого за ним
одного з роздільників "." (точка), "->" чи "::"; вибір потрібного варіанту може бути виконаний,
наприклад, за допомогою подвійного клацання миші на необхідному рядку списку або за
допомогою послідовного натиснення клавіш <Tab> і <Enter>;
Відображення інформації про параметри для методів і функцій – виведення цієї інформації
також здійснюється автоматично після введення імені методу або функції;
Відображення короткого опису елементів коду програми (виведення опису відбувається при
наведенні покажчика миші на потрібний елемент коду);
Завершення слів при наборі найменувань команд і імен функцій (для використання цієї
можливості слід набрати декілька перших символів імені, що вводиться, і натиснути одночасно
клавіші <Ctrl> і <Пробіл>, вибір потрібного варіанту, як і раніше, робиться за допомогою
подвійного клацання миші або клавіш <Tab> і <Enter>);
Автоматичне зіставлення правильності розставляння дужок (закриваючі дужки "}", "]", ")", #endif
виділяються темнішим кольором разом з відповідною відкриваючою дужкою).
Слід зазначити, що служба IntelliSense може бути відключена при відповідному налаштуванні
параметрів середовища Visual Studio.
Рис.5. Приклад відображення списку методів для класу Console
Побудова зборки і запуск її на виконання
Процедура побудови виконуваної програми. Для виконання програми, підготовленої на алгоритмічній
мові, необхідно здійснити досить довгий ланцюжок технологічних дій – програму треба відкомпілювати і
переконатися, що в ній відсутні синтаксичні помилки, далі програму потрібно зібрати ("злінкувати") разом з
усіма використовуваними службовими модулями – в результаті у рамках платформи.NET виходить готова
до виконання зборка (assembly) на проміжній мові (СIL). При запуску на виконання зборка має бути
перекладена з проміжної мови у виконувану програму в командах комп'ютера, на якому працюватиме
зборка, – реалізацію цього кроку виконують JIT-компілятори загального середовища виконання (CLR)
платформи .NET (JIT – Just In Time – в потрібний момент). Про це вже згадувалось вище.
Запуск зборки на виконання. Побудова зборки (команда Build пункту меню Build) і запуск її на
виконання (команда Start пункту меню Debug) можуть бути виконані окремо, проте достатнім є і
застосування однієї команди Start, оскільки при виконанні цієї команди перевіряється відповідність наявної
зборки і програмного коду в редакторові і, якщо після часу побудови останнього варіанту зборки в
програмному коді були поведені які-небудь зміни, то автоматично буде викликаний JIT-компілятор і
сформований новий варіант зборки. Виконання команди Start, як можна побачити в пункті меню, можна
забезпечити і простим натисненням клавіші F5.
При запуску на виконання підготовленої програми можуть виникнути дві різні ситуації:
Програма підготовлена правильно, в цьому випадку запуск зборки станеться без виявлення
помилок. У разі консольного застосування (Console Application) на екрані дисплея промайне
консольне вікно виведення результатів і практично вмить зникне. Для застосування з віконним
інтерфейсом (Windows Forms Application) на екрані з’явиться головна форма застосування.
Інша ситуація виникає при виявленні помилок при побудові зборки – в цьому випадку,
зрозуміло, що виконання зборки неможливе і для її підготовки необхідно знайти і виправити усі
помилки, присутні в програмному коді програми.
Обробка синтаксичних помилок. При виявленні синтаксичних помилок, компілятор в діалоговому вікні
Microsoft Visual Studio виводить повідомлення:
“There were build errors. Continue?”
для відповіді на яке слід натиснути кнопку “No”. В результаті компіляція програми завершується, у вікні
Output виводиться повідомлення:
“Build: 0 succeeded, 1 failed, 0 skipped”
і для кожної виявленої помилки у вікні “Error List” наводиться її короткий опис. Так, наприклад, якщо в
програмі прибрати символ ";" у кінці будь-якого рядка, повідомлення про помилку має вигляд (рис. 6):
“; expected”
Повідомлення про помилку можна виділити і, натиснувши клавішу F1, отримати довідкову інформацію
по допущеній помилці. Натиснувши клавішу Enter (чи виконавши подвійне клацання миші) можна перейти
у вікно редактора на рядок з оператором, в якому була виявлена помилка.
Рис. 6. Повідомлення про помилки
Відлагодження
Після підготовки програми і виправлення синтаксичних помилок (що після невеликого періоду
практичного зайняття виконується досить швидко) настає етап тестування для перевірки правильності
роботи програми і виявлення помилок. Ознакою наявності помилки в програмі є неправильне виконання
тесту (під час тесту виконання програми завершується аварійно або результати виконання програми не
співпадають з прогнозованими результатами тесту). Процес виявлення причин виявленої помилки,
визначення місця (локалізація) помилки в програмі і виправлення помилково реалізованого програмного
коду зазвичай називається відладкою. Як правило, при відладці існує деяка попередня стадія, під час якої
програміст висуває ті або інші пропозиції про причини помилкової роботи і проводить візуальний аналіз
(інспекцію) програмного коду, – на жаль, цією формою відладки багато програмістів нехтують, хоча
ефективність такого способу відладки є досить високою. Якщо при інспекції коду виявити помилки не
вдається, далі настає основний спосіб відладки – відлагоджувальне виконання програми (чи трасування), в
ході якого робота програми може бути призупинена для перегляду значень тих або інших змінних
програми з метою виявлення ситуацій, коли ці значення не відповідають передбачуваних. Тим самим,
завдання трасування – виявлення інформаційних ознак прояву помилки.
Розглянемо далі можливості середовища Visual Studio для забезпечення трасування програм при
пошуку і виправлення помилок.
Покрокове виконання програми. Для виконання програми в покроковому режимі (у режимі трасування)
використовуються чотири команди, які доступні з меню Debug, панелі інструментів Debug і клавіш швидкого
виклику:
−
−
−
−
Команда Step Into (клавіша F11) забезпечує послідовне, рядок за рядком, виконання програмного
коду програми (включаючи вміст методів, що викликаються, тобто заходячи в середину методів),
Команда Step Over (клавіша F10) забезпечує, як і попередня команда Step Into, послідовне
виконання програми, але при цьому виклик методів розглядається як один неділимий крок
(тобто без переходу всередину методів, що викликаються),
Команда Step Out (клавіша Shift+F11) забезпечує виконання усіх рядків програмного коду
поточного виконуваного методу, що залишилися, без зупинки, дозволяючи виконати швидкий
перехід в останню точку виклику,
Команда Run to Cursor (клавіша Ctrl+F10) забезпечує виконання без зупинки програмного коду
між поточним рядком зупинки і позицією курсора (залежно від налаштувань параметрів
середовища Visual Studio ця команда може бути відсутньою в пункті меню Debug).
Зручним засобом вказівки точок зупинки процесу виконання програми є використання контрольних
точок (breakpoints). Для визначення контрольної точки необхідно клацнути мишкою на вертикальній смузі
зліва від потрібного рядка програмного коду; повторне клацання відміняє установки контрольної точки. В
ході виконання програми при попаданні на контрольну точку відбувається зупинка; для продовження
роботи необхідно виконати команду Continue пункту меню Debug.
Вид вікна середовища розробки у момент зупинки показаний на рис. 7.
Спостереження значень змінних. Для спостереження значень змінних у момент зупинки виконання
програми досить розташувати покажчик миші на імені змінної – в результаті значення змінної з'явиться у
вигляді спливаючої підказки (приклад висвічення значення змінної показаний на рис. 7).
Рис. 7 Вигляд середовища розробки під час зупинки виконання програми
Додаткова можливість для спостереження значень змінних полягає у використанні спеціальних вікон
спостереження:
− Вікно Autos відображає значення усіх змінних, використовуваних в поточному і передуючих рядках
точки зупинки програми; у вікні відображаються назви змінних, їх тип і значення; вікно Autos зазвичай
розташовується в нижній лівій частині екрану (рис. 7) і для його висвічення необхідно клацнути мишею на
ярличку з назвою вікна;
− Вікно Locals відрізняється від попереднього вікна Autos тим, що відображає значення усіх змінних
поточної зони видимості (тобто змінних поточного виконуваного методу або його локального блоку);
− Вікна Watch (таких вікон у момент виконання 4) відрізняються тим, що склад змінних, що
відображаються в них, може формуватися безпосередньо програмістом. Для висвічення потрібного вікна
треба послідовно виконати команди Debug->Windows->Watch->Watch<N>, де N є номер висвічуваного
вікна. Для додавання змінної у вікно спостереження треба вказати мишкою необхідну змінну, натиснути
праву кнопку миші і контекстному меню, що з'явилося, виконати команду Add Watch (така ж команда може
бути в пункті меню Debug, її наявність в меню залежить від налаштувань параметрів середовища Visual
Studio). Зручний спосіб додавання змінних у вікна спостереження полягає у використанні техніки "Узяти і
перенести" (виділити ім'я змінної, натиснути ліву кнопку миші і, не відпускаючи її, перемістити покажчик
миші у вікно спостереження, після чого відпустити конку миші). Для видалення змінних з вікна
спостереження досить виділити відповідний рядок і натиснути клавішу <Delete>;
− Близьким за призначенням до вікон Watch являється вікно Quick Watch, яке додатково дозволяє
змінювати значення спостережуваних змінних; для відкриття вікна необхідно виділити потрібну змінну і
виконати команду Quick Watch пункту меню Debug.
Окрім перерахованих вікон, може бути використане вікно this для спостереження за значеннями полів
об'єкту, метод якого виконується у нинішній момент часу, а також вікно Call Stack, в якому відображається
послідовність виклику методів, що привела до звернення до поточного виконуваного методу.
Висновки: visual studio як засіб розробки програмного забезпечення є дуже вигідним і зручним варіантом. Вона забезпечує всіма необхідними інструментами для написання, відлагоджування і реалізації програмного забезпечення. Володіє зручним інтуїтивним інтерфейсом.