Lekce 2 - Visual Studio a první konzolová aplikace v C# .NET

V minulé lekci, Úvod do C# a .NET frameworku, jsme si řekli něco o jazyce jako takovém a také jsme pochopili, co je to .NET framework.

V dnešním tutoriálu se zaměříme hlavně na IDE Visual Studio. Ukážeme si, jak se používá a naprogramujeme si jednoduchou konzolovou aplikaci.

IDE je zkratka Integrated Development Environment (integrované vývojové prostředí) a jednoduše řečeno se jedná o aplikaci, ve které píšeme zdrojový kód a pomocí které potom naši aplikaci testujeme a ladíme.

Začít musíme samozřejmě tím, že si Visual Studio nainstalujeme. Pokud studujete IT školu, je velmi pravděpodobné, že máte přes MSDN přístup k ostré verzi Visual Studio Enterprise zdarma. Pokud ne, nezoufejte, protože Visual Studio (dále jen VS) má edici Community, která je zcela zdarma a to dokonce i pro komerční účely. I ta vám bude dlouho stačit, protože její omezení nejsou nijak velká. Zde máte link ke stažení Visual Studio Community.

Instalace

Pokud máte alespoň elementární znalosti angličtiny, doporučujeme VS nainstalovat v tomto jazyce. Až budete pokročilí programátoři, ušetří vám to spoustu nepříjemností. Ideálně by se měl psát anglicky i kód, ale pro názornost budeme v celém kurzu a i v některých ukázkových programech používat české identifikátory. Je na vás a vašich znalostech angličtiny jak vaše programy budete psát. Výhodou anglického programu je samozřejmě to, že jako velmi pokročilí můžete diskutovat velmi složité problémy na mezinárodních fórech, kde se vyskytují experti na danou oblast. U pokročilých věcí jako jsou databáze nebo web. aplikace je třeba ve VS nastavit mnoho specifických věcí, manuály v češtině nemusíte najít a pak jen přemýšlíte, jaký je asi překlad tohoto checkboxu. Angličtina je v programování standardem. Čeština samozřejmě teď pro začátek není žádný problém a na vaše programy nemá žádný vliv, myslíme to spíše do budoucna.

Pojďme se tedy dát na samotnou instalaci. Instalace se nás zeptá na tzv. sady funkcí, které chceme mít součástí VS. Zaškrtneme sadu "Vývoj desktopových aplikací pomocí .NET". Tato sada umožňuje vyvíjet jak konzolové, tak klasické okenní aplikace:

Spolu s touto sadou se nám také nainstalují nejnovější verze .NET (Core) a .NET Framework. Konkrétní verze a komponenty si lze vybrat v záložce Jednotlivé komponenty. My si vystačíme s výchozím výběrem:

Jestliže se rozhodnete pro používání VS v angličtině, tak si ji nezapomeňte zaškrtnout v záložce Jazykové sady:

Potvrdíme tlačítkem Instalovat.

Je možné, že některé edice VS bude třeba zaregistrovat, registrace je zdarma a obdržíte poté sériové číslo, které vám umožňuje program zdarma a legálně používat.

Zálohování a verzování

Kromě IDE programátor potřebuje nějaký nástroj, který bude zálohovat a verzovat jeho práci. Nemůžeme se spolehnout na to, že program prostě budeme ukládat, protože jsme lidé a ne stroje. Lidé dělají chyby a když přijdete o několikadenní nebo dokonce několikatýdenní práci, může to zabolet. Je dobré naučit se na toto myslet hned od začátku. Velmi doporučuji program Dropbox, který je extrémně jednoduchý a sám vaše soubory verzuje (tedy zachovává změny v čase a je možné se vrátit ke starším verzím projektu) a zároveň synchronizuje s webovým úložištěm, i kdyby jste si projekt omylem smazali, přepsali, ukradli vám notebook nebo vám zkolaboval pevný disk, vaše data zůstanou v bezpečí. Dropbox také umožňuje sdílet jeden projekt mezi více vývojáři. Více o Dropboxu viz tento článek, který obsahuje zároveň pozvánku do DropBoxu s 0,5 GB prostoru navíc.

Jako další verzovací nástroj se hojně používá GIT, jeho nastavení ale vydalo na samostatný kurz a Dropbox pro naše účely bohatě postačuje.

Vytvoření projektu

Po spuštění VS se nám zobrazí následující okno, kde vybereme Create a new project pro vytvoření nového projektu:

Na další stránce si najdeme konzolovou aplikaci, vybereme ji a pokračujeme stisknutím Next:

Nějakou dobu zůstaneme u konzolových aplikací (příkazová řádka), protože k jejich obsluze potřebujeme minimální znalosti z objektového světa a jsou tedy ideální k naučení základů jazyka.

Jako jméno aplikace zvolíme PrvniAplikace. U lokace vybereme složku C:\Users\vase_jmeno\Dropbox\Csharp:

Po opětovném kliknutí na Next se dostaneme na stránku s výběrem frameworku (implementace .NET). Výběr necháme na nejnovějším možném (v mém případě .NET 6.0):

Vytvoření projektu už jen potvrdíme kliknutím na tlačítko Create.

Ovládání Visual Studia

Okno nyní vypadá asi takto, já jsem jej zmenšil, aby se sem vešlo

Zajímat nás bude zejména prostřední okno s otevřeným souborem Program.cs, do kterého nám VS vygenerovalo jednoduchý zdrojový kód:

Console.WriteLine("Hello, World!");

Vynechal jsem zde první řádek textu. Jedná se o tzv. komentář, který nám umožňuje do kódu psát různé poznámky. Tyto komentáře nemají vliv na funkčnost programu, protože se vůbec nekompilují do mezikódu. Tento konkrétní komentář nás odkazuje na oficiální dokumentaci funkcionality C#, kterou si vysvětlíme dále.

Kód bez příkazů nejvyšší úrovně

Od .NET 6.0 je možné používat tzv. příkazy nejvyšší úrovně, které zjednodušují kód. Bez nich by kód té samé aplikace, se kterým se také budete setkávat, vypadal takto:

using System;

namespace PrvniAplikace
{
    internal class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("Hello, World!");
        }
    }
}

Na první pohled se může zdát, že se jedná o zcela jiný kód. Ve skutečnosti ale oba kódy dělají úplně to samé. Jediným rozdílem je, že VS generuje projekty od verze .NET 6.0 s využitím tzv. příkazů nejvyšší úrovně, které byly přidány v C# 9. Tato funkcionalita nám umožňuje vynechat všechen kód, který je ve druhé ukázce kódu navíc oproti tomu našemu. VS jej totiž vygeneruje automaticky za nás během kompilace do mezikódu. Pro nás je to vlastně výhodou, jelikož některé části jsou na pochopení poměrně složité. I tak si je však alespoň intuitivně vysvětlíme, kdybyste náhodou pracovali se starší verzí C# a .NET.

První řádek nám říká, jaké knihovny z .NET budeme využívat. Zde je uvedena knihovna System, bez ní bychom asi těžko něco naprogramovali, protože obsahuje např. základní metody pro práci s konzolí. Klíčová slova namespace a class zatím nebudeme řešit, spokojíme se s tím, že je to určitý způsob, jak se aplikace v C# strukturují. Klíčová pro nás je metoda Main(), mezi ty složené závorky pod ní (tedy do jejího těla) se píše kód. Main je vyhrazené slovo a C# ví, že má po spuštění aplikace vykonat právě tuto metodu (může jich tam být totiž více, ale o tom opět později). Vlastně můžeme zatím ignorovat úplně vše až na tělo metody Main().

I v .NET 6.0 a novějších projektech je možné využívat tuto strukturu s metodou Main(). Pro zjednodušení se tomu však vyhneme. Všechen kód, který zatím budeme psát, se nakonec při kompilaci automaticky vloží do těla metody Main().

První spuštění aplikace

Druhým důležitým prvkem v okně pro nás bude zelené tlačítko Play s názvem aplikace (PrvniAplikace) v horní liště, které program zkompiluje a spustí. Můžeme si to zkusit. Otevře se nám konzole, do které se vypíše text Hello, World!:

Konzolová aplikace
Hello, World!

Spuštění můžeme provést též klávesovou zkratkou F5. Klávesové zkratky má VS velmi dobře řešené a ty pokročilejší připomínají systém akordů, když je budete znát, práce vám půjde rychleji od ruky. Nalevo od tlačítka Play máme vybráno Debug. To znamená, že se program bude kompilovat v Debug módu a bude obsahovat určité rutiny k výpisu chyb. Tento mód se používá zejména pro testování programu (když ho vyvíjíme) a běh programu může být kvůli tomu o něco pomalejší. Jakmile si budeme jisti, že je program hotový, přepneme na Release a spustíme. Výsledkem bude vytvoření a spuštění programu tak, jak je ho možné šířit mezi lidi.

Adresářová struktura konzolové aplikace

Podíváme se, jak vypadá naše aplikace na disku. Otevřeme si složku s aplikací, tedy C:\Users\vase_jmeno\Dropbox\Csharp\PrvniAplikace\. Nalezneme v ní soubor PrvniAplikace.sln, který zastupuje tzv. solution Visual Studia. Solution (řešení) je soubor projektů a může tedy obsahovat více aplikací. V praxi se toho využívá např. ve vícevrstvých aplikacích nebo při testování, pro nás je zajímavé jen to, že právě přes tento soubor budeme naše aplikace potom otevírat. Nalézá se zde také složka PrvniAplikace/, ve které již sídlí náš projekt. Otevřeme si ji.

Soubor PrvniAplikace.csproj obsahuje soubor našeho projektu, i přes něj lze naši aplikaci otevřít. Program.cs obsahuje samotný zdrojový kód. Zajímat nás bude ještě složka bin/, jejíž název napovídá, že obsahuje binární (strojový) kód naší aplikace. Otevřeme ji.

Vidíme, že obsahuje podsložky Debug/ a Release/. V nich jsou poté samotné exe soubory naší aplikace (pokud jsme ji samozřejmě alespoň jednou spustili v této konfiguraci). Pokud se budete chtít se svými aplikacemi někomu pochlubit, exe soubor ve složce Release/ je právě to, co jim pošlete. Dalších souborů si nemusíte všímat.

Hello world

Je zarytým zvykem, že prvním programem v nějakém novém jazyce bývá tzv. Hello world. Jedná se o program, který jakýmkoli způsobem uživateli zobrazí hlášku "Hello world", případně nějaký podobný text. Takový program nám VS vlastně již vygenerovalo. Vysvětlíme si jej a trochu upravíme. Budeme pracovat se dvěma příkazy (pozn. výraz příkazy používám kvůli zjednodušení), jeden k zobrazení textu a další k vyčkání na stisk libovolné klávesy, aby program hned neskončil.

K výpisu textu slouží:

Console.WriteLine("Text");

A k vyčkání na klávesu:

Console.ReadKey();

Console je tzv. třída. Pojmem třída budeme zatím chápat soubor nějakých příkazů, příkazům se v C# říká metody. Console tedy obsahuje metody k obsluze konzole. Voláme na ni metodu WriteLine(), která vypíše text. Vidíme, že metodu na třídě voláme pomocí operátoru tečka (.). Každá metoda může obsahovat nějaké vstupní parametry, které se zadávají do závorky a jsou oddělené čárkou. V případě metody WriteLine() je parametrem text k vypsání. Textu budeme říkat textový řetězec nebo jen řetězec (anglicky string) a budeme ho psát do uvozovek, aby tomu C# rozuměl a nezaměňoval ho s jinými příkazy.

Opět připomenu, že u projektů starších než .NET 6.0 píšeme příkazy do těla metody Main().

Uvozovky jsou na české klávesnici na stejné klávese jako ů, ale píšeme je se Shift:

Metoda ReadKey() nemá žádné parametry, přesto však za její název musíme napsat závorku, ta je v C# povinná. Příkazy píšeme na samostatné řádky a za každý píšeme středník (;).

Pokud nevíte, kde je na klávesnici ;, tak pod Esc:

Náš kód tedy bude nyní vypadat nějak takto:

using System;
namespace OnlineApp
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{


Console.WriteLine("Hello ITnetwork!");
Console.ReadKey();


}
}
}

Program spustíme pomocí klávesy F5.

Konzolová aplikace
Hello ITnetwork!

Gratuluji, právě jste se stali programátorem

Závěrem ještě drobná vychytávka. Zkuste si ve svém Visual Studiu napsat na novou řádku cw a pak dvakrát stisknout Tabulátor. Vypíše se vám celý příkaz: Console.WriteLine();. Tomuto kouzlu se říká snippet a během kurzu si zmíníme další podobné užitečné zkratky.

Dnešní projekt je přiložen jako soubor na konci článku, i u dalších C# tutoriálů budu vždy výsledek přikládat ke stažení. Doporučuji si ale nejprve projekt vytvořit pomocí tutoriálu a ke stažení se uchýlit jen v případě, když vám něco nepůjde. Pokud program hned jen stáhnete, nic se nenaučíte

To bude pro dnešek vše, v příští lekci, Proměnné, typový systém a parsování v C# .NET, se podíváme na základní datové typy a vytvoříme si jednoduchou kalkulačku.

 

Měl jsi s čímkoli problém? Stáhni si vzorovou aplikaci níže a porovnej ji se svým projektem, chybu tak snadno najdeš.