第1章　搭建C#開發(fā)環(huán)境
（視頻講解：1小時(shí)12分鐘）

軟件在現(xiàn)代人們的日常生活中隨處可見，比如，大家使用的Windows操作系統(tǒng)、智能手機(jī)中的各種應(yīng)用等都是軟件。那么，這些軟件是如何生成的呢？我們能不能開發(fā)自己的軟件呢？答案是肯定的。本章將帶領(lǐng)大家了解C#語(yǔ)言及其使用的Visual Studio 2017開發(fā)環(huán)境，其中，C#是微軟公司推出的一種語(yǔ)法簡(jiǎn)潔、類型安全的面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言，使用它就可以開發(fā)各種軟件，而Visual Studio 2017開發(fā)環(huán)境則是進(jìn)行C#開發(fā)最好的工具。

通過(guò)學(xué)習(xí)本章，讀者主要掌握以下內(nèi)容：

了解軟件及其相關(guān)的幾個(gè)概念

熟悉C#與.NET Framework

掌握Visual Studio 2017的安裝步驟

熟悉Visual Studio 2017開發(fā)環(huán)境

1.1　了解軟件

隨著計(jì)算機(jī)的普及，計(jì)算機(jī)中的軟件對(duì)人們的日常生活和工作也顯得越來(lái)越重要。例如，大家在聊天時(shí)經(jīng)常用的QQ軟件（如圖1.1所示）。在工作中使用的Office軟件（如圖1.2所示），在處理照片時(shí)使用的美圖秀秀軟件（如圖1.3所示），在觀看視頻時(shí)使用的優(yōu)酷視頻播放軟件（如圖1.4所示）等。

以上都是我們?cè)谄綍r(shí)經(jīng)常用到的一些軟件，那么，到底什么是軟件呢？

軟件其實(shí)是一種計(jì)算機(jī)程序，而計(jì)算機(jī)程序是指為了得到結(jié)果，由計(jì)算機(jī)等具有信息處理能力的硬件裝置執(zhí)行的代碼化指令集合。

計(jì)算機(jī)程序告訴計(jì)算機(jī)如何完成一個(gè)具體的任務(wù)，由于現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)還不能理解人類的自然語(yǔ)言，所以不能用自然語(yǔ)言編寫計(jì)算機(jī)程序，這時(shí)就需要借助計(jì)算機(jī)語(yǔ)言（即程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言），它是人和計(jì)算機(jī)交流信息的工具，可以通過(guò)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言指揮計(jì)算機(jī)如何工作。

綜上所述，一個(gè)軟件的生成過(guò)程為：程序員將由計(jì)算機(jī)語(yǔ)言組成的代碼輸入計(jì)算機(jī)中，計(jì)算機(jī)對(duì)代碼進(jìn)行解釋編譯，最后由計(jì)算機(jī)生成軟件，如圖1.5所示。

1.2　軟件開發(fā)相關(guān)的概念

計(jì)算機(jī)程序中涉及的概念都比較抽象、專業(yè)。本節(jié)將對(duì)常見的與軟件開發(fā)相關(guān)的常用概念進(jìn)行介紹。

1. 算法

算法是指對(duì)計(jì)算機(jī)工作步驟和方法的描述，算法的每一個(gè)步驟都是嚴(yán)格規(guī)定好的，能夠被計(jì)算機(jī)識(shí)別并正確執(zhí)行，并且每一個(gè)步驟都能夠被計(jì)算機(jī)理解為一個(gè)或者一組唯一的動(dòng)作，而不會(huì)使計(jì)算機(jī)產(chǎn)生歧義。算法必須有開始和結(jié)束，并且必須保證算法規(guī)定的每一個(gè)步驟最終都能夠被完成。

下面通過(guò)一個(gè)例子來(lái)說(shuō)明算法。例如，要交換變量a與變量b的值，計(jì)算機(jī)本身不能夠直接執(zhí)行這個(gè)操作，交換兩個(gè)變量值的通用方法是借用第三方變量作為臨時(shí)變量。具體算法描述如下：

（1）將變量a的內(nèi)容賦值給臨時(shí)變量c。

（2）將變量b的內(nèi)容賦值給變量a。

（3）將臨時(shí)變量c存放的內(nèi)容賦值給變量b。最終算法可以寫成：

綜上所述，算法實(shí)際上就是用自然語(yǔ)言描述的一個(gè)計(jì)算機(jī)程序，編寫計(jì)算機(jī)程序就是把用某種方式描述的算法，通過(guò)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言重新對(duì)其進(jìn)行描述。

2. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是一種計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)、組織數(shù)據(jù)的方式，數(shù)據(jù)很好理解，比如我們?nèi)ベI東西，共花了50元錢，這個(gè)50就是一個(gè)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。在計(jì)算機(jī)中，數(shù)據(jù)有整數(shù)、實(shí)數(shù)、字符串、圖像和聲音等多種類型，而數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)就是指各種類型數(shù)據(jù)之間的相互關(guān)系。常見的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有數(shù)組、棧、隊(duì)列、鏈表、樹、圖等。例如，圖1.6是一個(gè)樹結(jié)構(gòu)。

3. IDE

IDE是Integrated Development Environment的縮寫，表示“集成開發(fā)環(huán)境”，它是一種用于提供程序開發(fā)環(huán)境的應(yīng)用程序，一般包括代碼編輯器、編譯器、調(diào)試工具和圖形化用戶界面工具等，例如，用于開發(fā)C#程序的Visual Studio（如圖1.7所示）、用于開發(fā)Java程序的Eclipse（如圖1.8所示）等都是集成開發(fā)環(huán)境。

4. SDK

SDK是Software Development Kit的縮寫，中文意思就是“軟件開發(fā)工具包”，這是一個(gè)覆蓋面相當(dāng)廣泛的名詞，可以這么說(shuō)：輔助開發(fā)某一類軟件的相關(guān)文檔、實(shí)例和工具的集合都可以叫作SDK。例如，在使用C#語(yǔ)言進(jìn)行開發(fā)之前，需要安裝由微軟公司推出的.NET SDK（即.NET軟件開發(fā)工具包）。

5. 編譯

編譯是把計(jì)算機(jī)語(yǔ)言變成計(jì)算機(jī)可以識(shí)別的二進(jìn)制語(yǔ)言，由于計(jì)算機(jī)只識(shí)別0和1，所以編譯程序就是把使用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言編寫的程序編譯成計(jì)算機(jī)可以識(shí)別的二進(jìn)制程序的過(guò)程。

1.3　C#語(yǔ)言入門

C#（讀作C Sharp）是一種面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言，主要用于開發(fā)運(yùn)行在.NET平臺(tái)上的應(yīng)用程序，C#的語(yǔ)言體系都構(gòu)建在.NET框架上。通過(guò)TIOBE編程語(yǔ)言排行榜（如圖1.9所示）可以看出，C#長(zhǎng)期居于主流編程語(yǔ)言行列，這也說(shuō)明了C#語(yǔ)言被越來(lái)越多的人所認(rèn)可和使用。本節(jié)將詳細(xì)介紹C#語(yǔ)言的特點(diǎn)以及C#與.NET的關(guān)系。

1.3.1　C#語(yǔ)言的發(fā)展

C#是微軟公司在2000年6月發(fā)布的一種編程語(yǔ)言，主要由Anders Hejlsberg（Delphi和Turbo Pascal語(yǔ)言的設(shè)計(jì)者）主持開發(fā)，它主要是微軟公司為配合.NET戰(zhàn)略推出的一種全新的編程語(yǔ)言。

C#語(yǔ)言本身是為了配合.NET戰(zhàn)略推出的，因此其發(fā)展變化一直是和.NET的發(fā)展相輔相成的，其版本發(fā)展歷程如圖1.10所示。

1.3.2　C#語(yǔ)言的特點(diǎn)

C#語(yǔ)言的主要特點(diǎn)如下：

（1）語(yǔ)法簡(jiǎn)潔，不允許直接操作內(nèi)存，去掉了指針操作。

（2）徹底面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)，C#具有面向?qū)ο笳Z(yǔ)言所應(yīng)有的一切特性：封裝、繼承和多態(tài)。

（3）與Web緊密結(jié)合，C#支持絕大多數(shù)的Web標(biāo)準(zhǔn)，例如HTML，XML，SOAP等。

（4）強(qiáng)大的安全性機(jī)制，可以消除軟件開發(fā)中常見的錯(cuò)誤（如語(yǔ)法錯(cuò)誤），.NET提供的垃圾回收器能夠幫助開發(fā)者有效地管理內(nèi)存資源。

（5）兼容性，因?yàn)镃#遵循.NET的公共語(yǔ)言規(guī)范（CLS），從而保證能夠與其他語(yǔ)言開發(fā)的組件兼容。

（6）完善的錯(cuò)誤、異常處理機(jī)制，C#提供了完善的錯(cuò)誤和異常處理機(jī)制，使程序在交付應(yīng)用時(shí)能夠更加健壯。

1.3.3　認(rèn)識(shí).NET Framework

.NET Framework又稱.NET框架，它是微軟公司推出的完全面向?qū)ο蟮能浖_發(fā)與運(yùn)行平臺(tái)，它有兩個(gè)主要組件，分別是公共語(yǔ)言運(yùn)行時(shí)（Common Language Runtime，CLR）和類庫(kù)，如圖1.11所示。

下面分別對(duì).NET Framework的兩個(gè)主要組成部分進(jìn)行介紹。

• 　公共語(yǔ)言運(yùn)行時(shí)：公共語(yǔ)言運(yùn)行時(shí)（CLR）負(fù)責(zé)管理和執(zhí)行由.NET編譯器編譯產(chǎn)生的中間語(yǔ)言代碼（.NET程序執(zhí)行原理如圖1.12所示）。在公共語(yǔ)言運(yùn)行時(shí)包含兩部分內(nèi)容，分別為CLS和CTS，其中，CLS表示公共語(yǔ)言規(guī)范，它是許多應(yīng)用程序所需的一套基本語(yǔ)言功能；而CTS表示通用類型系統(tǒng)，它定義了可以在中間語(yǔ)言中使用的預(yù)定義數(shù)據(jù)類型，所有面向.NET Framework的語(yǔ)言都可以生成最終基于這些類型的編譯代碼。

　類庫(kù)：類庫(kù)里有很多編譯好的類，可以拿來(lái)直接使用。例如，進(jìn)行多線程操作時(shí)，可以直接使用類庫(kù)里的Thread類；進(jìn)行文件操作時(shí)，可以直接使用類庫(kù)中的IO類等。類庫(kù)實(shí)際上相當(dāng)于一個(gè)倉(cāng)庫(kù)，這個(gè)倉(cāng)庫(kù)里面裝滿了各種工具，可以供開發(fā)人員直接使用。

1.3.4　C#與.NET Framework

.NET Framework是微軟公司推出的一個(gè)全新的開發(fā)平臺(tái)，而C#是專門為與微軟公司的.NET Framework一起使用而設(shè)計(jì)的一種編程語(yǔ)言，在.NET Framework平臺(tái)上開發(fā)時(shí)，可以使用多種開發(fā)語(yǔ)言，如C#，VB.NET，VC++.NET，F(xiàn)#等，而C#只是其中的一種。

1.3.5　C#的應(yīng)用領(lǐng)域

C#幾乎可用于所有領(lǐng)域，如便攜式計(jì)算機(jī)、手機(jī)或者網(wǎng)站等，其應(yīng)用領(lǐng)域主要包括：

◆　游戲軟件開發(fā)

◆　桌面應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)

◆　智能手機(jī)程序開發(fā)

◆　多媒體系統(tǒng)開發(fā)

◆　網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)開發(fā)

◆　RIA應(yīng)用程序（Silverlight）開發(fā)

◆　操作系統(tǒng)平臺(tái)開發(fā)

◆　Web應(yīng)用開發(fā)

例如，我們經(jīng)常使用的免費(fèi)視頻播放軟件PPTV桌面版、金融巨頭中國(guó)工商銀行官方網(wǎng)站、國(guó)內(nèi)最大的分類信息網(wǎng)58同城官方網(wǎng)站、國(guó)內(nèi)旅游巨頭攜程旅行網(wǎng)官方網(wǎng)站等項(xiàng)目都是使用C#編寫的，它們的效果分別如圖1.13～圖1.16所示。

很多的知名公司企業(yè)都將C#作為其項(xiàng)目開發(fā)的主要語(yǔ)言，如中國(guó)移動(dòng)、明日科技、百度、微軟、優(yōu)酷等，如圖1.17所示。

1.4　Visual Studio 2017的安裝與卸載

Visual Studio 2017是微軟為了配合.NET戰(zhàn)略推出的IDE開發(fā)環(huán)境，同時(shí)也是目前開發(fā)C#程序最新的工具，本節(jié)將對(duì)Visual Studio 2017的安裝與卸載進(jìn)行詳細(xì)講解。

1.4.1　安裝Visual Studio 2017必備條件

安裝Visual Studio 2017之前，首先要了解安裝Visual Studio 2017所需的必備條件，檢查計(jì)算機(jī)的軟硬件配置是否滿足Visual Studio 2017開發(fā)環(huán)境的安裝要求，具體要求如表1.1所示。

1.4.2　安裝Visual Studio 2017

本節(jié)以Visual Studio 2017社區(qū)版的安裝為例講解具體的安裝步驟。

安裝Visual Studio 2017社區(qū)版的步驟如下：

（1）Visual Studio 2017社區(qū)版的安裝文件是exe可執(zhí)行文件，其命名格式為“vs_community__編譯版本號(hào).exe”，這里筆者下載的安裝文件為vs_community__1978667224.1494576159.exe，雙擊該文件開始安裝。

（2）程序首先跳轉(zhuǎn)到如圖1.18所示的Visual Studio 2017安裝程序界面，在該界面中單擊“繼續(xù)”按鈕。

（3）程序加載完成后，自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到安裝選擇項(xiàng)界面，如圖1.19所示，該界面主要將“通用Windows平臺(tái)開發(fā)”“.NET桌面開發(fā)”和“ASP.NET和Web開發(fā)”這3個(gè)復(fù)選框選中，其他的復(fù)選框，讀者可以根據(jù)自己的開發(fā)需要確定是否選擇安裝；選擇完要安裝的功能后，在下面“位置”處選擇要安裝的路徑，這里建議不要安裝在系統(tǒng)盤上，可以選擇一個(gè)其他磁盤進(jìn)行安裝，例如，這里筆者將其安裝到了D盤。設(shè)置完成后，單擊“安裝”按鈕。

（4）跳轉(zhuǎn)到如圖1.20所示的安裝進(jìn)度界面，該界面顯示當(dāng)前的安裝進(jìn)度。

（5）安裝完畢后，自動(dòng)進(jìn)入安裝完成頁(yè)，如圖1.21所示。該界面中，可以直接單擊“啟動(dòng)”按鈕，啟動(dòng)新安裝的Visual Studio 2017開發(fā)環(huán)境，也可以在系統(tǒng)的開始菜單中，選擇“Visual Studio 2017”菜單啟動(dòng)該開發(fā)環(huán)境。

如果是第一次啟動(dòng)Visual Studio 2017，會(huì)出現(xiàn)如圖1.22所示的提示框，直接單擊“以后再說(shuō)”超鏈接，進(jìn)入Visual Studio 2017開發(fā)環(huán)境的主界面。Visual Studio 2017開發(fā)環(huán)境主界面如圖1.23所示。

1.4.3　卸載Visual Studio 2017

如果要卸載Visual Studio 2017開發(fā)環(huán)境，可以按以下步驟進(jìn)行：

（1）在Windows 7操作系統(tǒng)中，打開“控制面板”→“程序”→“程序和功能”，在打開的窗口中選中“Microsoft Visual Studio 2017”，如圖1.24所示。

（2）單擊“卸載”按鈕，進(jìn)入Visual Studio 2017的卸載頁(yè)面，如圖1.25所示，單擊“Uninstall”按鈕，即可卸載Visual Studio 2017。

1.5　熟悉Visual Studio 2017開發(fā)環(huán)境

本節(jié)對(duì)Visual Studio 2017開發(fā)環(huán)境中的菜單欄、工具欄、解決方案資源管理器、“工具箱”窗口、“屬性”窗口和“錯(cuò)誤列表”窗口等進(jìn)行介紹。

1.5.1　創(chuàng)建項(xiàng)目

初期學(xué)習(xí)C#語(yǔ)言和面向?qū)ο缶幊讨饕赪indows控制臺(tái)應(yīng)用程序環(huán)境下完成，下面將按步驟介紹控制臺(tái)應(yīng)用程序的創(chuàng)建過(guò)程。

創(chuàng)建控制臺(tái)應(yīng)用程序的步驟如下：

（1）選擇“開始”→“所有程序”→Visual Studio 2017，進(jìn)入Visual Studio 2017開發(fā)環(huán)境起始頁(yè)，如圖1.26所示。

（2）啟動(dòng)Visual Studio 2017開發(fā)環(huán)境之后，可以通過(guò)兩種方法創(chuàng)建項(xiàng)目—一種是在菜單欄中選擇“文件”→“新建”→“項(xiàng)目”命令，如圖1.27所示；另一種是在起始頁(yè)中選擇“新建項(xiàng)目”板塊中的相應(yīng)命令，如圖1.28所示。

（3）選擇其中一種方法創(chuàng)建項(xiàng)目，彈出如圖1.29所示的“新建項(xiàng)目”對(duì)話框。

（4）選擇要使用的.NET框架和“控制臺(tái)應(yīng)用（.NET Framework）”后，用戶可對(duì)所要?jiǎng)?chuàng)建的控制臺(tái)應(yīng)用進(jìn)行命名、選擇存放位置、是否創(chuàng)建解決方案目錄等設(shè)定（在命名時(shí)可以使用用戶自定義的名稱，也可使用默認(rèn)名ConsoleApp1；用戶可以單擊“瀏覽”按鈕設(shè)置項(xiàng)目存放的位置。需要注意的是，解決方案名稱與項(xiàng)目名稱一定要統(tǒng)一），然后單擊“確定”按鈕，完成控制臺(tái)應(yīng)用程序的創(chuàng)建。

1.5.2　菜單欄

菜單欄顯示了所有可用的Visual Studio 2017命令，除了“文件”“編輯”“視圖”“窗口”和“幫助”菜單之外，還提供編程專用的功能菜單，如“項(xiàng)目”“生成”“調(diào)試”“工具”和“測(cè)試”等，如圖1.30所示。

每個(gè)菜單項(xiàng)中都包含若干個(gè)菜單命令，分別執(zhí)行不同的操作，例如，“調(diào)試”菜單包括調(diào)試程序的各種命令，如“開始調(diào)試”“開始執(zhí)行”和“新建斷點(diǎn)”等，如圖1.31所示。

1.5.3　工具欄

為了操作更方便、快捷，菜單項(xiàng)中常用的命令按功能分組分別放入相應(yīng)的工具欄中。通過(guò)工具欄可以快速地訪問(wèn)常用的菜單命令。常用的工具欄有標(biāo)準(zhǔn)工具欄和調(diào)試工具欄，下面分別介紹。

（1）標(biāo)準(zhǔn)工具欄包括大多數(shù)常用的命令按鈕，如新建項(xiàng)目、添加新項(xiàng)、打開文件、保存、全部保存等。標(biāo)準(zhǔn)工具欄如圖1.32所示。

（2）調(diào)試工具欄包括對(duì)應(yīng)用程序進(jìn)行調(diào)試的快捷按鈕，如圖1.33所示。

1.5.4　解決方案資源管理器

解決方案資源管理器（如圖1.34所示）提供了項(xiàng)目及文件的視圖，并且提供對(duì)項(xiàng)目和文件相關(guān)命令的便捷訪問(wèn)。與此窗口關(guān)聯(lián)的工具欄提供了適用于列表中突出顯示項(xiàng)的常用命令。若要訪問(wèn)解決方案資源管理器，可以選擇“視圖”→“解決方案資源管理器”命令打開。

1.5.5　“工具箱”窗口

工具箱是Visual Studio 2017的重要工具，每一個(gè)開發(fā)人員都必須對(duì)這個(gè)工具箱非常熟悉。工具箱提供了進(jìn)行C#程序開發(fā)所必需的控件。通過(guò)工具箱，開發(fā)人員可以方便地進(jìn)行可視化的窗體設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化了程序設(shè)計(jì)的工作量，提高了工作效率。根據(jù)控件功能的不同，將工具箱劃分為10個(gè)欄目，如圖1.35所示。

單擊某個(gè)欄目，顯示該欄目下的所有控件，如圖1.36所示。當(dāng)需要某個(gè)控件時(shí)，可以通過(guò)雙擊所需要的控件直接將控件加載到Windows窗體中，也可以先單擊選擇需要的控件，再將其拖動(dòng)到Windows窗體上。

1.5.6　“屬性”窗口

“屬性”窗口是Visual Studio 2017中另一個(gè)重要的工具，該窗口為C#程序的開發(fā)提供了簡(jiǎn)單的屬性修改方式。Windows窗體中的各個(gè)控件屬性都可以由“屬性”窗口設(shè)置完成。“屬性”窗口不僅提供了屬性的設(shè)置及修改功能，還提供了事件的管理功能。“屬性”窗口可以管理控件的事件，方便編程時(shí)對(duì)事件的處理。

另外，“屬性”窗口采用了兩種方式管理屬性和方法，分別為按分類方式和按字母順序方式。讀者可以根據(jù)自己的習(xí)慣采用不同的方式。該窗口的下方還有簡(jiǎn)單的幫助，方便開發(fā)人員對(duì)控件的屬性進(jìn)行操作和修改，“屬性”窗口的左側(cè)是屬性名稱，相對(duì)應(yīng)的右側(cè)是屬性值，“屬性”窗口如圖1.37所示。

1.5.7　“錯(cuò)誤列表”窗口

“錯(cuò)誤列表”窗口為代碼中的錯(cuò)誤提供了即時(shí)的提示和可能的解決方法。例如，當(dāng)某句代碼結(jié)束時(shí)忘記輸入分號(hào)時(shí)，錯(cuò)誤列表中會(huì)顯示如圖1.38所示的錯(cuò)誤。錯(cuò)誤列表就好像是一個(gè)錯(cuò)誤提示器，它可以將程序中的錯(cuò)誤代碼及時(shí)地顯示給開發(fā)人員，并通過(guò)提示信息找到相應(yīng)的錯(cuò)誤代碼。

1.6　小結(jié)

本章首先對(duì)軟件及軟件開發(fā)的幾個(gè)基本概念進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，然后對(duì)C#語(yǔ)言的發(fā)展歷史、C#與.NET Framework的關(guān)系及C#的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行了介紹，最后重點(diǎn)講解了Visual Studio 2017開發(fā)環(huán)境的安裝及使用。學(xué)習(xí)本章時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)掌握Visual Studio 2017的安裝過(guò)程，以及如何使用Visual Studio 2017。