cs

Wprowadzenie do środowiska Visual Studio, tworzenie i uruchamianie prostych programów.

Ważne informacje na temat C#

  1. Język kompilowany – C# jest językiem kompilowanym do pośredniego kodu bajtowego (IL – Intermediate Language), który następnie jest uruchamiany przez środowisko .NET CLR (Common Language Runtime).
  2. Silnie typowany – każda zmienna musi mieć określony typ (np. int, string, bool), a błędne przypisania są wykrywane w czasie kompilacji.
  3. Obiektowy – wspiera programowanie obiektowe (OOP), czyli klasy, obiekty, dziedziczenie, interfejsy, enkapsulację i polimorfizm.
  4. Obsługa zarządzania pamięcią – Garbage Collector (GC) automatycznie zwalnia pamięć, eliminując potrzebę ręcznego zarządzania nią.
  5. Platforma .NET – C# działa na .NET Framework, .NET Core i .NET 5+, co umożliwia tworzenie aplikacji na Windows, Linux i Mac.
  6. Zastosowania – nadaje się do aplikacji desktopowych (WinForms, WPF, MAUI), webowych (ASP.NET), gier (Unity), mobilnych (Xamarin) i usług chmurowych (Azure).
  7. Wspiera programowanie asynchroniczne – async/await pozwala na wykonywanie operacji równoległych bez blokowania głównego wątku.
  8. Silne wsparcie dla LINQ – umożliwia łatwe przetwarzanie danych w kolekcjach i bazach danych przy użyciu składni podobnej do SQL.
  9. Nowoczesna składnia – obsługuje rekordy, wyrażenia lambda, interpolację stringów, pattern matching, itp.
  10. W języku C# menedżer pakietów to NuGet. Jest to narzędzie analogiczne do Maven.

Lambda functions</summary> Wyrażenia lambda to krótkie sposoby definiowania funkcji anonimowych.

Func<int, int> square = x => x * x;

https://learn.microsoft.com/pl-pl/dotnet/csharp/language-reference/operators/lambda-expressions </details>

Interpolacja stringów</summary> https://learn.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/language-reference/tokens/interpolated </details>

  1. Bezpieczeństwo typów i kodu – mechanizmy takie jak null-checking i safe code execution zapobiegają błędom.

Niezbędne narzędzia do tworzenia w C#

.NET SDK – zestaw narzędzi do kompilowania i uruchamiania aplikacji C#. (Instalowany razem z Visual Studio)

Opcjonalne

Plugin https://marketplace.visualstudio.com/items?itemName=MadsKristensen.CodeCleanupOnSave

Tworzenie projektów

Na początek sprawdź czy środowisko .NET jest zainstalowane wpisując w terminalu:

dotnet

alt text

Jeśli środowisko jest zainstalowane możliwe jest stworzenie projektu. Poniżej tabelka z popularnymi typami projektów:

Nazwa Szablonu Krótka nazwa Opis
Aplikacja konsolowa console Tworzy aplikację działającą w terminalu
Biblioteka klas classlib Tworzy bibliotekę klas (DLL)
Web API webapi Tworzy API w ASP.NET Core bez interfejsu użytkownika
Blazor Server blazorserver Tworzy aplikację Blazor Server (renderowanie na serwerze)
Blazor WebAssembly blazorwasm Tworzy aplikację Blazor działającą w przeglądarce
Aplikacja MVC mvc Tworzy aplikację ASP.NET Core MVC
Aplikacja Razor Pages razor Tworzy stronę ASP.NET Core z Razor Pages
Usługa w tle worker Tworzy aplikację pracującą w tle
Aplikacja Windows Forms winforms Tworzy klasyczną aplikację okienkową (Windows)
Aplikacja WPF wpf Tworzy aplikację okienkową w technologii Windows Presentation Foundation

Pełną listę projektów które możemy utworzyć z wykorzystaniem zainstalowanego SDK można wyświetlić za pomocą polecenia:

dotnet new list # W nowszych wersjach
dotnet new --list # W starszych wersjach

Możliwe jest też tworzenie własnych szablonów. Samouczek tworzenia szablonów

Ogólna składnia polecenia dotnet new jest nastepująca:

dotnet new <nazwa_szablonu> [opcje]

gdzie jako <nazwa_szablonu> należy podać nazwę jednego z zainstalowanych szablonów. Jako [opcje] możliwe jest wskazanie folderu w którym projekt ma zostać utworzony np. dotnet new console -o C:\\Instructions\Lab1. Inną możliwością jest wskazanie wersji dotnet jakiej chcemy użyć dotnet new --framework net8.0

Utwórz projekt aplikacji konsolowej na pulpicie w folderze lab1. Przyjrzyj się strukturze projketu oraz zawartości plików.

Kompilowanie projektu

Aby skompulować projekt należy przejść do katalogu projektu i wykonać polecenie dotnet build. Po jego wykonaniu w naszym projekcie zostanie utworzony katalog bin w którym znajdziemy plik wykonywalny exe lub dll w zależności od konfiguracji. Zostaną również pobrane i zainstalowane wszelkie zależności NuGet zdefiniowane w projekcie (np. biblioteki zewnętrzne). Te pliki są przechowywane w lokalnym folderze obj/.

Komenda dotnet build czyta ustawienia zawarte w pliku z rozszerzeniem *.csproj, który określa, które pliki mają zostać uwzględnione w kompilacji, jakie są zależności i inne opcje konfiguracyjne.

Jeśli w Twoim projekcie wystąpią błędy, dotnet build je wykryje i wyświetli komunikaty o błędach kompilacji w konsoli. W takim przypadku pliki binarne nie zostaną wygenerowane.

Skompiluj projekt Lab1 wcześniej utworzony na pulpicie.

Uruchomienie projektu

Aby uruchomić program należy odnaleźć plik plik wykonywalny utworozny po kompilacji (zazwyczaj w katalogu bin). Inną opcją jest wywołanie polecenia dotnet run które najpierw wywoła polecenie build jeśli nie zostało wcześniej wywołane a następnie uruchomi program.

Uruchom projekt Lab1.

IDE

IDE (Zintegrowane Środowisko Programistyczne) to aplikacja, która zapewnia wszystkie narzędzia potrzebne do tworzenia oprogramowania w jednym miejscu. IDE zazwyczaj zawiera:

  • Edytor kodu - narzędzie do pisania i edytowania kodu.
  • Kompilator/Interpreter - umożliwia kompilowanie lub interpretowanie kodu w wybranym języku programowania.
  • Debugger - narzędzie do śledzenia błędów w kodzie.
  • Zarządzanie projektami - struktura i organizacja plików projektowych.
  • Integracja z systemami kontroli wersji - umożliwia współpracę z narzędziami jak Git.

Visual Studio to jedno z najpopularniejszych i najbardziej zaawansowanych IDE stworzone przez Microsoft, które wspiera wiele języków programowania, takich jak C#, C++, F#, Python i wiele innych. Jest to pełne środowisko do tworzenia aplikacji desktopowych, webowych, mobilnych, a także aplikacji dla chmury i IoT. Visual Studio jest dostępne w kilku wersjach, w tym bezpłatnej wersji Visual Studio Community.

Poprzez interakcję z GUI programu Visual Studio wywoływane będą wcześniej wspomniane polecenia.

Tworzenie projektu w Visual Studio

Po uruchomieniu programu Visual Studio otworzy się ekran powitalny: alt text umożliwia on:

  • New Project (Nowy projekt):
    • Ta opcja pozwala na stworzenie nowego projektu w Visual Studio. Po kliknięciu pojawi się kreator, który pomoże wybrać typ projektu (np. aplikacja konsolowa, webowa, mobilna itp.), język programowania (C#, C++, Python itd.) oraz framework (np. .NET Core, .NET Framework, ASP.NET).
    • Możesz również wybrać spośród dostępnych szablonów, które ułatwiają rozpoczęcie pracy (np. szablony “Hello World”, aplikacje webowe, gry itp.).
  • Open a Project or Solution (Otwórz projekt lub rozwiązanie):
    • Tutaj możesz otworzyć już istniejące projekty, które były wcześniej zapisane na Twoim komputerze. Możesz wybrać projekt z dysku lub otworzyć rozwiązanie z repozytorium Git.
    • To opcja przydatna, gdy chcesz kontynuować pracę nad projektem, nad którym już pracowałeś.
  • Clone a Repository (Sklonuj lub pobierz kod):
    • Dzięki tej opcji możesz sklonować repozytorium z GitHub, Azure Repos lub innego systemu kontroli wersji.
    • Jeśli masz repozytorium kodu (np. na GitHubie), wystarczy podać URL, aby sklonować je do lokalnego systemu. To świetna opcja, jeśli pracujesz w zespole lub chcesz pobrać projekt open-source.
  • Open a Local Folder” (Otwórz lokalny folder):
    • To przydatna opcja, gdy masz już strukturę folderów i plików, które nie są jeszcze zorganizowane jako projekt Visual Studio lub rozwiązanie (Solution).
    • Możesz otworzyć folder z dowolnym kodem (np. C#, JavaScript, HTML, itp.) i używać edytora Visual Studio do pracy nad nim.

Otwórz folder z projektem Lab1 za pomocą programu Visual Studio.

Po otwarciu projektu w programie Visual Studio zauważyć możemy, że w naszym katalogu z projektem stworzony został folder .vs. Folder Ten zawiera ustawienia programu Visual Studio specyficzne dla naszego środowiska programistycznego/systemu/komputera/hardweru. Z tego powodu chcąc udostępnić projekt np. na platformie GitHub folder ten należy wykluczyć ze śledzenia zmian.

Po utworzeniu folderu z projektem powinno wyświetlićsię poniższe okno: alt text

Podstawy składni

Pętle

// Pętla for
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
    Console.WriteLine("Iteracja: " + i);
}

// Pętla foreach
string[] fruits = { "Jabłko", "Banan", "Pomarańcza" };
foreach (string fruit in fruits)
{
    Console.WriteLine(fruit);
}

// Pętla while
int i = 0;
while (i < 5)
{
    Console.WriteLine("Iteracja: " + i);
    i++;
}

// do while
int i = 0;
do
{
    Console.WriteLine("Iteracja: " + i);
    i++;
} while (i < 5);

Instrukcje warunkowe

int x = 10;
if (x > 15)
{
    Console.WriteLine("x jest większe niż 15");
}
else if (x > 5)
{
    Console.WriteLine("x jest większe niż 5, ale mniejsze lub równe 15");
}
else
{
    Console.WriteLine("x jest mniejsze lub równe 5");
}

// Operator trój argumentowy (terrary operator)
int x = 7;
string result = (x > 5) ? "x jest większe niż 5" : "x jest mniejsze lub równe 5";
Console.WriteLine(result);

Definiowanie zmiennych

int a = 10;       // Zmienna typu całkowitego
double b = 3.14;  // Zmienna typu zmiennoprzecinkowego
string name = "Jan"; // Zmienna typu string
bool isActive = true; // Zmienna typu logicznego

var x = 5;         // Typ zostanie automatycznie ustalony jako int
var y = "Hello";   // Typ zostanie automatycznie ustalony jako string

Struktury danych

// Tablice
int[] numbers = { 1, 2, 3, 4, 5 };
Console.WriteLine(numbers[2]);  // Wyświetli "3"

// Listy
using System.Collections.Generic;

List<string> fruits = new List<string>();
fruits.Add("Jabłko");
fruits.Add("Banan");
fruits.Add("Pomarańcza");

foreach (var fruit in fruits)
{
    Console.WriteLine(fruit);
}

// Słownik
using System.Collections.Generic;

Dictionary<int, string> students = new Dictionary<int, string>();
students.Add(1, "Jan");
students.Add(2, "Anna");
students.Add(3, "Piotr");

Console.WriteLine(students[2]);  // Wyświetli "Anna"

// Tablica wielowymiarowa bez zainicjalizowanych wartości
float[,,,] tab = new float[3, 2, 6, 4];
Random rand = new Random();
for (int i = 0; i < tab.GetLength(0); i++)  // 1st dimension
{
    for (int j = 0; j < tab.GetLength(1); j++)  // 2nd dimension
    {
        for (int k = 0; k < tab.GetLength(2); k++)  // 3rd dimension
        {
            for (int l = 0; l < tab.GetLength(3); l++)  // 4th dimension
            {
                tab[i, j, k, l] = (float)rand.NextDouble();
            }
        }
    }
}

for (int i = 0; i < tab.GetLength(0); i++)  // 1st dimension
{
    for (int j = 0; j < tab.GetLength(1); j++)  // 2nd dimension
    {
        for (int k = 0; k < tab.GetLength(2); k++)  // 3rd dimension
        {
            for (int l = 0; l < tab.GetLength(3); l++)  // 4th dimension
            {
                Console.WriteLine($"tab[{i}, {j}, {k}, {l}] = {tab[i, j, k, l]}");
            }
        }
    }
}

// Tablica dwuwymiarowa
int[,] matrix = {
    { 1, 2, 3 },
    { 4, 5, 6 },
    { 7, 8, 9 }
};
Console.WriteLine(matrix[1, 1]);  // Wyświetli "5"

// Tablica dwuwymiarowa "ząbkowana" - każdy wiersz ma inną długość
int[][] jaggedArray = new int[3][]; // Tablica z 3 elementami (które są tablicami)

jaggedArray[0] = new int[] { 1, 2, 3 };   // Pierwsza tablica
jaggedArray[1] = new int[] { 4, 5 };      // Druga tablica
jaggedArray[2] = new int[] { 6, 7, 8, 9 }; // Trzecia tablica

// Wyświetlanie tablicy ząbkowanej
for (int i = 0; i < jaggedArray.Length; i++)
{
    for (int j = 0; j < jaggedArray[i].Length; j++)
    {
        Console.Write(jaggedArray[i][j] + " ");
    }
    Console.WriteLine();
}

więcej o tablicach

Operacje IO

Zapoznaj się z dokumentacją:

Console

Zadania

  1. Witaj, imię użytkownika
    Napisz program, który zapyta użytkownika o jego imię, a następnie wypisze na ekranie powitanie z jego imieniem.

  2. Tabela studentów Napisz program, który przechowuje dane na temat studentów w 3 listach. Jedna list aprzechowuje Imiona, druga nazwiska, trzecia numer albumu. Wypisz dane na temat studentów w konsoli w postaci tabelarycznej.

  3. Fibonacci Sequence
    Napisz program, który generuje ciąg Fibonacciego do n-tego elementu, gdzie n jest liczbą podaną przez użytkownika.
    Podpowiedź: Fibonacci to ciąg liczb, w którym każda liczba (po pierwszej i drugiej) jest sumą dwóch poprzednich. Możesz użyć pętli lub rekurencji.

  4. Sprawdzanie liczby pierwszej
    Napisz program, który sprawdza, czy podana przez użytkownika liczba jest liczbą pierwszą.
    Podpowiedź: Liczba pierwsza to taka liczba, która jest większa niż 1 i dzieli się tylko przez 1 oraz samą siebie. Sprawdź dzielniki liczby do pierwiastka z tej liczby.

  5. Rekurencyjne obliczanie silni
    Napisz program, który oblicza silnię liczby n za pomocą funkcji rekurencyjnej.
    Podpowiedź: Silnia z liczby n to iloczyn wszystkich liczb od 1 do n (n!). Możesz rozwiązać to rekurencyjnie, definiując silnię jako n * silnia(n-1).

  6. Tablica - transpozycja macierzy
    Napisz program, który wykona transpozycję macierzy (zamiana wierszy na kolumny) dla tablicy 2D o wymiarach n x m.
    Podpowiedź: Transpozycja macierzy polega na zamianie miejscami elementów wierszy i kolumn. Możesz użyć dwóch zagnieżdżonych pętli.

  7. Anagramy
    Napisz program, który sprawdzi, czy dwie podane przez użytkownika słowa są anagramami (składają się z tych samych liter ale w różnej kolejności).
    Podpowiedź: Posortuj oba ciągi znaków i porównaj je. Jeśli są identyczne, to słowa są anagramami.

  8. Kalkulator z obsługą podstawowych operacji
    Napisz prosty kalkulator, który umożliwia użytkownikowi wybór jednej z operacji (dodawanie, odejmowanie, mnożenie, dzielenie), a następnie wprowadzenie dwóch liczb i wykonanie operacji.
    Podpowiedź: Użyj instrukcji switch lub if do wyboru odpowiedniej operacji i wykonania obliczeń.

  9. Konwersja liczby do zapisu binarnego
    Napisz program, który zamienia liczbę dziesiętną na jej reprezentację binarną (za pomocą własnej implementacji, bez użycia metody Convert.ToString()).
    Podpowiedź: Podziel liczbę przez 2, zapisuj reszty z dzielenia i odwrotnie zbuduj wynik. Możesz użyć pętli while.

  10. Sortowanie - algorytm bąbelkowy (Bubble Sort)
    Napisz program, który sortuje tablicę liczb całkowitych w porządku rosnącym, używając algorytmu bąbelkowego (Bubble Sort).
    Podpowiedź: Algorytm bąbelkowy polega na porównywaniu kolejnych elementów tablicy i zamienianiu ich miejscami, jeśli są w złej kolejności. Pętla powinna przejść przez całą tablicę.

  11. Liczenie wystąpień słów w tekście
    Napisz program, który liczy, ile razy dane słowo występuje w podanym przez użytkownika tekście (niezależnie od wielkości liter).
    Podpowiedź: Użyj metody String.Split() do podzielenia tekstu na słowa, a następnie zliczaj wystąpienia danego słowa (np. za pomocą Dictionary<string, int>).

  12. Szukaj największej i najmniejszej liczby w tablicy
    Napisz program, który znajdzie największą i najmniejszą liczbę w tablicy liczb wprowadzonych przez użytkownika.
    Podpowiedź: Przejdź po wszystkich elementach tablicy, porównując je z aktualnie znalezionymi największą i najmniejszą liczbą.