C sharp NET/Texto Completo
C sharp NET
El lenguaje C#
Los primeros rumores de que Microsoft estaba desarrollando un nuevo lenguaje de programación surgieron en 1998, haciendo referencia a un lenguaje que entonces llamaban COOL y que decían era muy similar a Java. En junio de 2000, Microsoft despejó todas las dudas liberando la especificación de un nuevo lenguaje llamado C#. A esto le siguió rápidamente la primera versión de prueba del entorno de desarrollo estándar (SDK) .NET, que incluía un compilador de C#. El nuevo lenguaje estaba diseñado por Anders Hejlsberg ( creador de Turbo Pascal y arquitecto de Delphi ), Scott Wiltamuth y Peter Golde. Entonces describieron el lenguaje como "...simple, moderno, orientado a objetos, de tipado seguro y con una fuerte herencia de C/C++".
Una muestra de esta nueva tecnología es el nuevo lenguaje de programación C#. Este nuevo lenguaje orientado a objetos con énfasis en Internet se basa en las lecciones aprendidas de los lenguajes C, C++, Java y Visual Basic. Por ello se trata de un lenguaje que combina todas las cualidades que se pueden esperar de un lenguaje moderno (orientación a objetos, gestión automática de memoria, etc.) a la vez que proporciona un gran rendimiento.
En este curso intentaremos examinar las cualidades de este lenguaje desde lo más básico a lo más avanzado incluyendo la versión 2.0. Examinaremos paso a paso cómo crear poderosas aplicaciones de escritorio o basadas en web.
Tabla de Contenidos
- Capítulo 0: Breve introducción a los lenguajes de programación
- Capítulo 1: Introducción
- Capítulo 2: Primer programa
- Capítulo 3: Fundamentos del lenguaje
- Capítulo 4: Estructuras de control
- Capítulo 5: Introducción a las clases y objetos
- Capítulo 6: Herencia y Polimorfismo
- Capítulo 7: Sobrecargando operadores
- Capítulo 8: Estructuras
- Capítulo 9: Interfaces
- Capítulo 10: Estructuras de datos
- Capítulo 11: Cadenas y Expresiones regulares
- Capítulo 12: Manejo de excepciones
- Capítulo 13: Delegación y Eventos
- Capítulo 14: Creando Aplicaciones gráficas usando Windows.Forms
- Capítulo 15: Creando Aplicaciones gráficas usando Gtk# y Qyoto(Qt4)
- Capítulo 16: Accediendo a la información usando ADO.NET
- Capítulo 17: Programando Aplicaciones WEB con ASP.NET 2.0
- Capítulo 18: Programando Servicios del Web
- Capítulo 19: XML
- Capítulo 20: Ensamblados y Versiones
- Capítulo 21: Atributos y Reflexión
- Capítulo 22: Programando en Redes
- Capítulo 23: .NET y COM
- Capítulo 24: Creando aplicaciones multimedia SDK y DirectX
- Capítulo 25: OpenGL y Direct3D
- Capítulo 26: Utilizando Bases de Datos
- Capítulo 27: Solución a los problemas propuestos
- Capítulo 28: Manejo de puertos
- Capítulo 29: Sockets
- Texto Completo
Versión para imprimir de este libro
Pre-requisitos necesarios para este curso
Lo único que necesitáis para este curso es tener un compilador de C# y un entorno de ejecución de código gestionado. Los más utilizados son el mono, dotgnu y Visual C# 2010 Express Edition de Microsoft.
Autores
Editores principales (si has colaborado añade tu nombre a esta lista):
- Fabian Seoane. Tutorial de MonoHispano, migración y editor.
- David Cañar - Creación del libro, Capítulo 2 y varias porciones del capítulo 1, 3 y 4
- Javier Hernández Sánchez - Creación del capítulo 9 Interfaces
- Sebastian Sasías - Revisión, ampliación y formalización de conceptos.
- Gustavo Novaro - Varios, para más detalles ver historial.
- Perla Lizet Cruz Martinez - Diseñadora de la pagina.
Licencia
Referencias
Este Wikilibro tiene extenso material tomado del tutorial de C# del proyecto MonoHispano (http://mono-hispano.org/tutoriales/csharp/).
- http://www.mono-project.com
- http://www.w3schools.com/
- http://www.mono-hispano.org
- http://www.mono-hispano.org/wiki/Tutoriales
- http://cougarpc.net/csharp (copia original)
Capítulo 0
Una Breve Introducción a los Lenguajes de Programación
Comencemos con lo mas elemental, cuando dos o mas personas se comunican, para transmitirse información, expresar ideas, noticias, conceptos y hasta contarse algún chisme, utilizan un elemento para hacerlo y a tal elemento lo conocemos como Lenguaje. Sin ahondar en formalidades, un lenguaje es una herramienta para comunicarse por medio de signos, que pueden ser, escritos, sonoros, gestuales, etc.
Usualmente, al lenguaje que usamos los humanos (independientemente del idioma) se le llama Lenguaje Natural.
De esta manera, por ejemplo, un español, un mexicano y un uruguayo se comunicarán entre sí usando su lenguaje natural (que en particular es expresado en Español con sus variantes regionales), de forma análoga dialogarían un australiano, un irlandés y un estadounidense (seguramente comunicándose en Inglés con sus variantes regionales).
La importancia en si, de ésta herramienta, es el poder de comunicar, solicitar e incluso dar instrucciones para realizar algo concreto.
En el mundo de la informática, debemos ser muy precisos en como damos esas indicaciones y por ello se procura siempre que todo sea claro, sin confusiones, contradicciones ni ambigüedades.
El Lenguaje Natural humano, es complejo para ser interpretado por máquinas, para ello, a lo largo de la historia, se han creado lenguajes simples y concretos, para poder interactuar con máquinas.
La Programación, es una actividad en la cual tenemos que dar instrucciones precisas a una máquina, para que haga exactamente lo que queremos y para ello, se han creado y perfeccionado lenguajes, conocidos hoy como Lenguajes de Programación.
Los actuales lenguajes de programación tienen características que pueden asemejarse en buen grado a los lenguajes naturales como el Español, Inglés, o cualquier otro; ya que al igual que en la comunicación oral o escrita, los lenguajes de programación tienen un vocabulario definido, además de reglas ortográficas, de estructura, de puntuación, es decir la sintaxis que deben seguir y por supesto una semántica, esto es el significado que adquieren las conformaciones basadas en las reglas antes mencionadas.
Como en los lenguajes humanos corrientes (Lenguajes Naturales), estas reglas deben tomarse en cuenta para que las ideas que tratamos de expresar tengan sentido. También sucede que un lenguaje de programación cambia con el tiempo, igual que un lenguaje natural . Si tú eres un hispano-hablante sabrás que en cada país hispanoamericano se usan palabras que en otros países no se utilizan o las mismas palabras tienen un significado distinto entre países (esto es llamado ambigüedad): el idioma Español ha venido evolucionando con el tiempo y se ha adaptado a la geografía.
En este mismo sentido, el lenguaje de programación C#.NET es una actualización técnica de otros lenguajes de programación más antiguos como lo son el C, C++, Java, Visual Basic, Delphi, etc. El creador de este lenguaje Anders Heljsberg, es un calificado profesional de la informática que además ha desarrollado lenguajes y herramientas como Turbo Pascal, Delphi (de Borland Co.) y Visual J++ (Microsoft). Por lo que C# pretende ser el siguiente eslabón en la evolución de los lenguajes de programación mas avanzados, buscando combinar en proporciones adecuadas: Potencia, Sencillez y Actualidad/Tendencia.
La evolución de los ordenadores (computadores) y de los lenguajes de programación ha sido grandísima. No hace muchos años existían personas que tenían que hacer agujeros en tarjetas de cartulina para poder dar instrucciones al computador: eran las famosas tarjetas perforadas. Pocos años despúes de esos días existían personas (y hasta ahora existen aquellos) que pueden "hablar con el ordenador", se trata de informáticos que en su época solo disponían de elementos de muy bajo nivel para controlar el computador, eso hasta el día de hoy es la base de las técnicas de cómputo, independientemente de cuanto hayan aumentado las capacidades de memorias, velocidades de microprocesadores, miniaturizaciones, etc.
La forma en que una máquina de cómputo recibe instrucciones es una manera peculiar. No es la idea aquí ahondar sobre este tema, pero es importante brindar una idea al respecto.
Supóngase que se cuenta con un sistema de riego, en principio asúmase algo simple, un jardín con un dispersor de agua, que se activa o desactiva utilizando una simple llave de encendido y apagado, como las de las luces.
De esta forma podemos decir que tenemos un sistema que interpreta o entiende 2 instrucciones:
Llave para arriba ---> ENCENDIDO Llave hacia abajo ---> APAGADO
De esta manera el sistema se enciende o se apaga conforme alguien le da una de estas 2 instrucciones que el mismo interpreta o "entiende".
Podemos esquematizar el referido sistema de esta forma:
[ INSTRUCCIONES ]====>[ PROCESAMIENTO ]====>[ Acciones / Resultados ]
Para tratar de simplificar la forma de transmitir o escribir una de esas instrucciones, podemos decir que si al bloque de procesamiento le enviamos la instrucción "1", implica un ENCENDIDO, es decir que le estamos pidiendo poner en marcha el sistema. Por el contrario, si le enviamos un "0", es un APAGADO, le estamos pidiendo detener el sistema. Hemos hecho esto, porque como antes mencionamos, las máquinas deben trabajar con interpretaciones lo mas concreta y simplificadas posibles. Es mas fácil para una máquina elemental, interpretar un "1", un "0" o incluso una serie de éstos números [*].
Así que ahora tenemos algo como un lenguaje elemental para dar indicaciones, donde tenemos dos instrucciones:
Instrucción: ENCENDIDO ............. Equivale a: 1
Instrucción: APAGADO ................ Equivale a: 0
Imaginemos ahora que el sistema de riego, además de tener encendido y apagado, tiene otra modalidad llamada DIARIO, que simplemente provoca que el mismo se encienda una vez al día, a una hora indicada, por un lapso determinado (ej: 90 minutos).
Así que necesitamos otra representación o equivalencia simple para indicar esta nueva instrucción. Reformulemos el caso anterior, de la siguiente manera:
Instrucción: ENCENDIDO .............. Equivale a: 01
Instrucción: APAGADO ................ Equivale a: 00
Instrucción: DIARIO ................. Equivale a: 10
- Añadir más para ilustrar sobre el lenguaje binario (bajo nivel) y los lenguajes de alto nivel**** (en construcción)
Ya que hemos recalcado las similitudes entre los lenguajes de programación y los lenguajes naturales también hay que tener presente que un lenguaje de programación es mucho más estricto que uno natural en el sentido de que no pueden existir ambigüedades. Es muy fácil en el idioma Español tener frases que impliquen algo que ya conocemos o que signifiquen cosas diferentes. Por el contrario los lenguajes de programación son claros, específicos y directos, no se admiten ambigüedades ni suposiciones.
Para poder dominar un lenguaje de programación (al igual que con los lenguajes naturales) se requiere mucho estudio pero por sobre todo muchísima práctica. Una persona podría leer este manual unas 500 veces pero si no pone en práctica los conceptos ni investiga por su cuenta, jamás llegará a dominar este maravilloso lenguaje de programación. Así que: ¡a practicar se ha dicho!
[*] Al sistema numérico compuesto únicamente por los elementos "0" y "1" se le llama Sistema Numérico Binario, o popularmente Sistema Binario.
Capítulo 1
Introducción
Como hemos dicho C# (C Sharp) es parte de la plataforma .NET. C# es un lenguaje orientado a objetos simple, seguro, moderno, de alto rendimiento y con especial énfasis en internet y sus estándares (como XML). Es también la principal herramienta para programar en la plataforma .NET.
Tal vez os habréis preguntado ¿Qué es la plataforma .NET? ¿Porqué Microsoft está invirtiendo tanto en esta nueva tecnología? ¿Qué es lo que es tan novedoso? ¿Como es que con .NET se pueden producir aplicaciones multi-plataforma? A continuación hablaremos un poco de la plataforma .NET
La plataforma .NET
La plataforma .NET es una plataforma de desarrollo de software con especial énfasis en el desarrollo rápido de aplicaciones, la independencia de lenguaje y la transparencia a través de redes.
La plataforma consta de las siguientes partes:
- Un conjunto de lenguajes de programación (C#, J#, JScript, C++ gestionado, Visual Basic.NET, y otros proyectos independientes).
- Un conjunto de herramientas de desarrollo (entre ellos Monodevelop o Visual Studio.NET de Microsoft )
- Una libreria de clases amplia y común para todos los lenguajes.
- Un sistema de ejecucion de Lenguaje Común. (CLR).
- Un conjunto de servidores .NET
- Un conjunto de servicios .NET
- Dispositivos electrónicos con soporte .NET (PDA,Celulares, etc).
Los puntos fuertes de la plataforma son:
Independencia de lenguaje
Todos los lenguajes que conformen con los estándares .NET, sin importar cual, podrán interoperar entre sí de forma totalmente transparente, las clases podrán ser heredadas entre unos lenguajes y otros, y se podrá disfrutar de polimorfismo entre lenguajes. Por ejemplo, si yo tengo una clase en C#, esta clase podrá ser heredada y utilizada en Visual Basic o JScript o cualquier lenguaje .NET. Todo esto es posible por medio de una de las características de .NET llamado Common Type System (CTS). También tiene la cualidad de que se pueden incluir más lenguajes a la plataforma. En la actualidad existen proyectos independientes de incluir PHP, Python, Ada y otros lenguajes en la plataforma.
Librería de clases común
Más de 4000 clases, objetos y métodos incluidos en la plataforma .NET están disponibles para todos los lenguajes.
Multiplataforma
Cuando un programa es compilado, no es compilado en un archivo ejecutable sino en un lenguaje intermedio llamado “Lenguaje Intermedio” (IL) el cual podrá ser ejecutado por el CLR (Common Language Runtime) en la plataforma en que el CLR esté disponible (hasta el día de hoy Microsoft solamente tiene un CLR para los sistemas operativos Windows, pero el proyecto Mono (www.mono-project.com) y dotGNU (www.dotGNU.org) han puesto a disposición un CLR para GNU/Linux, MacOS y muchas otras plataformas). Los sistemas operativos Windows XP o superiores incluyen el CLR nativamente y SuSE Linux 9.3 o superior planea incorporar el CLR (Mono) en su distribución lo que quiere decir que un programa .NET podrá ser compilado y ejecutado en cualquiera de estas plataformas, o en cualquier plataforma que incluya un CLR.
El CLR compilará estos archivos IL nuevamente en código de máquina en un proceso que se conoce como JIT (justo a tiempo) el cual se ejecutará cuando se requiera. Este proceso producirá código de máquina bien eficiente que se reutilizará si es que hubiera código que se repitiera, haciendo que los programas sean ejecutados muy eficientemente.
El CRL
Windows Forms, Web Forms, Web Services
La plataforma .NET incluye un conjunto de clases especial para datos y XML que son la base de 3 tecnologías claves: Servicios Web (Web Services), Web Forms, y Windows Forms los cuales son poderosas herramientas para la creación de aplicaciones tanto para la plataforma como para el Web.
Estandarización
Además de los méritos técnicos, una de las razones del éxito de la plataforma .NET ha sido por el proceso de estandarización que Microsoft ha seguido (y que ha sorprendido a más de uno). Microsoft, en lugar de reservarse todos los derechos sobre el lenguaje y la plataforma, ha publicado las especificaciones del lenguaje y de la plataforma, que han sido posteriormente revisadas y ratificadas por la Asociación Europea de Fabricantes de Computadoras (ECMA). Esta especificación (que se puede descargar libremente de Internet) permite la implementación del lenguaje C# y de la plataforma .NET por terceros, incluso en entornos distintos de Windows. Mono Hispano mantiene una traducción del estándar que describe el lenguaje C# en http://monohispano.org/ecma/ (Enlace roto)
Un resúmen introductorio sobre el lenguaje C#
El lenguaje es muy sencillo, sigue el mismo patrón de los lenguajes de programación modernos. Incluye un amplio soporte de estructuras, componentes, programación orientada a objetos, manipulación de errores, recolección de basura, etc, que es construido sobre los principios de C++ y Java. Como sabréis, las clases son la base de los lenguajes de programación orientados a objetos, lo cual permite extender el lenguaje a un mejor modelo para solucionar problemas. C# contiene las herramientas para definir nuevas clases, sus métodos y propiedades, al igual que la sencilla habilidad para implementar encapsulamiento, herencia y polimorfismo, que son los tres pilares de la programación orientada a objetos. C# tiene un nuevo estilo de documentación XML que se incorpora a lo largo de la aplicación, lo que simplifica la documentación en línea de clases y métodos. C# soporta también interfaces, una forma de estipular los servicios requeridos de una clase. Las clases en C# pueden heredar de un padre pero puede implementar varias interfaces. C# también provee soporte para estructuras, un concepto el cual ha cambiado significativamente desde C++. Una estructura es un tipo restringido que no exige tanto del sistema operativo como una clase. Una estructura no puede heredar ni dar herencias de clases pero puede implementar una interfaz. C# provee características de componentes orientados, como propiedades, eventos y construcciones declaradas (también llamados atributos). La programación orientada a componentes es soportada por el CLR. C# provee soporte para acceder directamente a la memoria usando el estilo de punteros de C++ y mucho más.
C# frente a Java
C# y Java son lenguajes similares, de sintaxis basada en C/C++, orientados a objetos, y ambos incluyen las características más importantes de los lenguajes modernos, como son la gestión automática de memoria y la compilación a código intermedio. Pero por supuesto, también hay diferencias.
Una de las diferencias más importantes es que C# es mucho más cercano a C++ en cuanto a diseño se refiere. C# toma casi todos sus operadores, palabras reservadas y expresiones directamente de C++. También se han mantenido algunas características que en Java se han desestimado. Por ejemplo, la posibilidad de trabajar directamente con direcciones de memoria. Si bien tanto Java como .NET proporcionan gestión automática de memoria, en C# es posible usar lo que se denomina "código no seguro". Cuando se usa código no seguro en C# es posible operar con punteros de forma muy similar a como se haría en C/C++, pero el código que utiliza punteros se queda marcado como no seguro y no se ejecuta en entornos en los que no tiene permisos.
C# frente a C++
Puesto que C# se ejecuta en una máquina virtual, ésta se hace cargo de la gestión de memoria y por lo tanto el uso de punteros es mucho menos importante en C# que en C++. C# también es mucho más orientado a objetos, hasta el punto de que todos los tipos usados derivan en última instancia el tipo 'object'. Además, muchos tipos se usan de forma distinta. Por ejemplo, en C# se comprueban los límites de los arrays antes de usarlos, evitando así que se pueda escribir pasado el final del vector.
Al igual que Java, C# renuncia a la idea de herencia múltiple de clases presente en C++. Sin embargo, referido a clases, C# implementa 'propiedades' del tipo de las que existen en Visual Basic, y los métodos de las clases son accedidos mediante '.' en lugar de '::'.
¿Por qué C#?
La plataforma .NET acepta varios lenguajes. Por ahora, C#, Visual Basic, C++ gestionado, Nemerle, FORTRAN, Java, Python, etc. , y con capacidad para aceptar prácticamente cualquier lenguaje. Entonces la pregunta es, ¿porqué se eligió C# en lugar de cualquier otro lenguaje?.
La razón fundamental es que C# se diseñó para la plataforma .NET y es capaz de utilizar todo su potencial. También es cierto que es un lenguaje "limpio" en el sentido de que al no tener que proporcionar compatibilidad hacia atrás se ha tenido más libertad en el diseño y se ha puesto especial hincapié en la simplicidad. Por ejemplo, en C# hay un tipo de clase y siempre se le aplica el recolector de basura mientras que en C++ gestionado hay dos tipos de clases, una a la que se aplica el recolector y otra a la que no.
Instalando lo necesario para empezar
Para poder empezar con nuestro curso debéis tener instalado en vuestro ordenador los archivos básicos para poder compilar y ejecutar vuestros programas. El conjunto de utilidades "Microsoft .NET Framework" y el ".NET Framework SDK" para Windows y el proyecto MONO o dotGNU para Linux, MacOS, BeOS proporcionan estas herramientas. Podréis encontrarlas en las siguientes direcciónes:
Para Windows:
http://msdn.microsoft.com/netframework/downloads/updates/default.aspx (no se encuentra la pagina
Para Linux u otras plataformas:
Proyecto Mono
http://mono-project.com/Downloads (manual que describe distintos métodos de instalación)
Proyecto dotGNU
http://dotgnu.org/pnet-packages.html
Capítulo 2
Primer programa
Primer programa ¡Hola Mundo!
En un alarde de originalidad, empezaremos con un simple programa que desplegará la frase “¡Hola Mundo!”. Con este programa introduciremos las bases de nuestro estudio. Debido a que la plataforma .NET es independiente del sistema operativo en este libro procuraremos mantenernos imparciales en cuanto este asunto, eso sí, cuando llegue el tiempo de compilar y ejecutar daremos ejemplos de como hacerlo tanto en Windows como en Linux (en otras plataformas como MacOS será lo mismo que en Linux).
Si estáis utilizando un entorno de desarrollo integrado debéis abrir un nuevo proyecto de consola en C#, escribir o copiar lo que se muestra en el ejemplo 2.1 y compilad el proyecto para ver su resultado. Si preferís programar con un editor de textos, abrid vuestro editor de texto favorito y grabad en un directorio conocido lo que se encuentra en el ejemplo 2.1 como Programa.cs, abrid una ventana de terminal (en linux) o una ventana de comandos (Ejecutar(Run) -> cmd) en Windows y compilad vuestro proyecto con el siguiente comando:
en linux con MONO(en el directorio donde habéis grabado vuestro programa):
mcs Programa.cs
en linux con dotGNU(en el directorio donde habéis grabado vuestro programa):
cscc -o Programa.exe Programa.cs
en Windows (en el directorio donde habéis grabado vuestro programa):
csc Programa.cs
de esta forma obtendréis vuestro primer programa. Para ejecutarlo simplemente escribid:
con MONO:
mono Programa.exe
con dotGNU:
ilsrun Programa.exe
o en Windows:
Programa
Ejemplo 2.1 Programa Hola Mundo
//Ejemplo 2.1 - Programa Hola Mundo
class HolaMundo
{
static void Main()
{
string var="Mundo";
System.Console.WriteLine ("Hola {0}!", var);
}
}
Analicemos paso a paso nuestro programa de ejemplo:
Comentarios
En la primera línea de nuestro programa encontramos lo siguiente: //Ejemplo 2.1 .... Esta línea es un ejemplo de comentarios. Un comentario es una parte en vuestro programa que será ignorado por el compilador.
Existen tres tipos de comentarios en C#. El primer tipo es comentario de un sola línea. El segundo es comentario de varias líneas. El tercer tipo es para crear documentación. Este último tipo de comentario lo estudiaremos en el capítulo 13 de este libro.
Los comentarios de una sola línea pueden ser incluidos en líneas independientes, en líneas que ya incluyen código para comentar sobre lo que hace esa línea o para comentar una línea de código que no necesitamos.
Los comentarios de varias líneas sirven para incluir muchas líneas de texto o código como un comentario. Tienen una marca de inicio que dice cuando empieza el comentario y una marca que indica el final de dicho comentario. La marca de inicio es /* y la marca para finalizar es */
Así por ejemplo tenemos:
//Este es un ejemplo de comentarios de una línea
/*
este comentario
abarca varias lineas
*/
class HolaMundo
{
static void Main()
{
string var="Mundo";
System.Console.WriteLine ("Hola {0}!", var); //Este comentario puede describir lo que esta función hace
//System.Console.WriteLine ("y esta linea no la vamos a desplegar");
}
}
Clases, Objetos y tipos
La esencia de la programación orientada a objetos es la creación de nuevos tipos. Un tipo es la representación de un componente (Pensado en un ordenador (un computador) que está compuesto de varios componentes). En programación un componente es algo que cumple una función. Por ejemplo, un componente puede ser un botón en un programa. En una aplicación podemos tener varios botones del mismo tipo como por ejemplo botones de Aceptar, Cancelar, etc. Porque son del mismo tipo estos botones tienen propiedades y comportamientos similares. Pueden tener propiedades como cambiar de "tamaño", "posición", etc. Las propiedades son las mismas pero los valores almacenados en sus atributos pueden ser diferentes. Por ejemplo, un botón puede tener tamaño 10 y otro tamaño 6. Podemos decir entonces que tenemos varias instancias del mismo componente (o varios botones del mismo tipo) con diferentes valores en sus atributos.
La programación orientada a objetos es esto. Crear componentes que puedan ser reusados. Así no tenemos que programar varios componentes que cumplan funciones similares sino solo uno que podrá llevar diferentes atributos y que podrá ser reproducido (o instanciado) tantas veces como lo necesitemos.
Como en varios lenguajes de programación orientado a objetos, en C# los tipos o componentes son definidos por una clase (class en inglés). Las diferentes reproducciones o instancias de un componente del mismo tipo se conoce como objetos. Posteriormente en nuestro estudio veremos que en C# hay más tipos además de las clases. Aprenderemos sobre enums, structs y delegates. Pero por el momento nos dedicaremos a las clases.
Como hemos visto en nuestro primer programa (Ejemplo 2.1), empezamos nuestro programa declarando el tipo de componente que vamos a utilizar (un componente de tipo class) y su nombre HolaMundo. Para declarar nuestro componente como una clase, primero introducimos la palabra clave class, y después el nombre de nuestro componente, después de lo cual declaramos las funciones que va a cumplir su comportamiento y sus propiedades. Todas las funciones, comportamiento y propiedades de nuestro componente (en este caso nuestra clase) deberán estar encerrados entre llaves { }. Las llaves delimitan el inicio y el final de dicho componente.
Métodos o Funciones
Los métodos o funciones son trozos de código que realizan una acción, esto es, toman unos argumentos y devuelven un valor. En C#, las funciones deben ser declaradas dentro de un objeto, normalmente dentro de una clase.
Las funciones normalmente llevan nombre que definen su función. Por ejemplo, la función WriteLine() de la clase Console como debéis suponer "Escribe una Línea en la consola". De forma similar se pueden declarar clases a las que se le añaden un número ilimitado de métodos. En nuestro ejemplo 2.1 la única función que hemos definido lleva el nombre de Main() la cual es una función especial que indica la entrada principal de ejecución de un programa. Cada programa en C# debe tener una función Main().
Crear nuevos métodos o funciones
Para declarar un método o función utilizamos el siguiente formato:
[entorno] tipo_a_retornar Nombre_de_la_Función ([tipo Argumento1, tipo Argumento2,...])
{
//líneas de código
}
las palabras dentro de corchetes [] son partes opcionales
de acuerdo con nuestro ejemplo 2.1, la función Main() cumple con el formato establecido:
static void Main()
{
//líneas de código
}
- entorno: static
- tipo_a_retornar: void
- Nombre_de_la_Función: Main
- Argumentos: ninguno
En nuestro ejemplo la función Main() tiene como entorno la palabra clave static y como tipo_a_retornar la palabra clave void. Cuando la función no retorna ningún tipo, utilizamos la palabra void. Más adelante veremos más tipos además de void. La palabra static también la veremos más adelante en nuestro estudio, por el momento debéis confiar en el ejemplo y utilizarla aún sin saber lo que hace.
Podemos añadir a nuestro componente o clase un ilimitado número de funciones. Por ejemplo, para añadir más funciones a nuestro primer ejemplo procederemos a crear una función que suma dos valores. Como ya habéis aprendido en esta sección, crearemos nuestra función de la forma establecida. Después del final de la función Main crearemos una función con entorno static que retorne el tipo int, que se llame Suma y que acepte dos argumentos de tipo int. Para hacerla funcionar vamos a llamarla desde nuestra función principal:
Ejemplo 2.2 - Añadiendo funciones a nuestro programa
//Ejemplo 2.2 - Programa Hola Mundo con C# más adición
namespace Programa1
{
class HolaMundo
{
static void Main()
{
string var="Mundo";
System.Console.WriteLine ("Hola {0}!", var);
int num1 = 1;
int num2 = 3;
int resultado = Suma (num1, num2);
System.Console.WriteLine ("{0}+{1} = {2}", num1, num2, resultado);
}
static int Suma(int valor1, int valor2)
{
return (valor1+valor2);
}
}
}
probad vuestro programa, compiladlo y ejecutadlo. El resultado será el siguiente:
Hola Mundo! 1 + 3 = 4
Ésta es una pequeña introducción a funciones, más adelante estudiaremos más detalladamente como crear y utilizar funciones.
Aplicaciones de consola
Las aplicaciones de consola no poseen una interfaz gráfica, no tienen botones o ventanas, poseen una interfaz basada simplemente en texto. El ejemplo que hemos realizado hasta ahora es una aplicación de consola que despliega texto en la pantalla, para ello hemos utilizado la función WriteLine.
Como habíamos visto en la introducción, la plataforma .NET posee más de 4000 componentes cada cual con diferentes funciones internas. En el caso de nuestro programa hemos usado la función WriteLine que se encuentra dentro del componente Console. Para poder hacer uso de funciones estáticas que se encuentran en otros componentes, en C# como en la mayoría de lenguajes de programación orientados a objetos, debemos especificar el nombre del componente en primer lugar seguido por un punto y a continuación en el nombre de la función. Es por esto que utilizamos la frase Console.WriteLine. Dentro del componente Console la plataforma .NET tiene disponibles muchísimas otras funciones que nos ayudan a diseñar programas de consola.
El lenguaje C# esta orientado con el paradigma de objetos y hereda muchos elementos de C++.
Namespaces
Quizá algunos de vosotros os habréis preguntado ¿qué significa la palabra System que está al inicio de cada programa?. Pues bien, System en este caso representa un Espacio de nombres (namespace en inglés).
Los espacios de nombres (namespaces) se crearon principalmente para dar más organización a los componentes. La plataforma .NET tiene incorporados muchísimos componentes y sería una tarea imposible tratar de memorizar todos los nombres de ellos para no repetirlos. Tarde o temprano querréis crear un componente y no sabréis si el nombre que queréis darle ya existe o no. Para evitarnos este problema y para poder distinguir a dónde pertenecen ciertos componentes se han creado los espacios de nombres.
Pongamos un ejemplo para comprender este concepto. Supongamos que deseamos crear varios componentes para una institución educativa que se compone de educación primaria y educación secundaria. ¿Cómo podríamos crear un componente que se llame Presidente si existen 2 presidentes que tienen funciones distintas uno para la sección primaria y otro para la sección secundaria? En este caso podríamos aplicar un espacio de nombres para poder crear los componentes Presidente que cumplen distintas funciones. Podríamos crear el espacio de nombres Primaria y dentro de éste el componente Presidente. De igual forma el espacio de nombres Secundaria y dentro de éste el componente Presidente cada uno componentes podrá tener definiciones distintas. Para acceder a las funciones de los componentes Presidente podríamos usar:
Primaria.Presidente.nombre_de_la_función(); y Secundaria.Presidente.otra_función();
Cada una de las dos definiciones de Presidente son independientes, no tienen relación entre sí ya que pertenecen a dos espacios de nombre distintos.
De ésta forma podremos crear componentes y funciones con el nombre que deseemos siempre y cuando especifiquemos a qué espacio de nombres pertenecen.
De acuerdo con la línea de código estudiada: System.Console.WriteLine ("Hola {0}!", var); existe una función llamada WriteLine dentro del componente Console dentro del nombre de espacio System. Cualquier otro componente llamado Console dentro de otro espacio de nombres, es un componente diferente con funciones diferentes que quizás no posea la función WriteLine.
Algo importante que debemos notar es que los espacios de nombres pueden tener sub-espacios de nombres y estos a su vez sub-espacios de nombres. El objetivo de esto, como lo hemos dicho, es mantener una organización de los componentes. Los espacios de nombres, componentes y métodos se accederán de la misma forma como lo hemos visto a través de un punto.
La palabra clave using
En ciertos proyectos tendremos que usar cierto espacio de nombres muchas veces. Supongamos que estamos implementando un programa de consola y tenemos que usar el componente Console repetidamente. Una forma de ahorrarnos escribir System varias veces es especificar el espacio de nombres que vamos a usar al inicio de nuestro programa con la palabra clave using. Por ejemplo en nuestro ejemplo 2.2 si añadimos la línea de código using System; al inicio de nuestro programa, podemos llamar al componente Console sin escribir System al inicio:
Ejemplo 2.2 Modificado - La palabra clave using
//Ejemplo 2.2 Modificado - La palabra clave ''using''
using System;
namespace Programa1
{
class HolaMundo
{
static void Main()
{
string var="Mundo";
Console.WriteLine ("Hola {0}!", var);
int num1 = 1;
int num2 = 3;
int resultado = Suma (num1, num2);
Console.WriteLine ("{0}+{1} = {2}", num1, num2, resultado);
}
static int Suma(int valor1, int valor2)
{
return valor1+valor2;
}
}
}
Comparando con nuestro ejemplo 2.2 original se ve en el ejemplo que ya no es necesario poner la palabra system.Console.WriteLine, quedando Console.WriteLine
Algo importante para tener en cuenta es que la palabra clave using no puede ser utilizada para ahorrarse el escribir el nombre de la clase. Por ejemplo la línea de código using System.Console es inválida y producirá errores de compilación.
Caracteres sensibles
C# como todos los lenguajes de programación derivados de C hace diferencia entre caracteres en mayúscula y caracteres en minúscula. Esto quiere decir que las palabras Using y using son distintas y por lo tanto no cumplen la misma función. Debido a esto debemos tener mucho cuidado cuando escribimos nuestros programas.
system.console.writeLine es diferente a system.Console.WriteLine y es diferente a System.Console.WriteLine que es el nombre de espacio, componente y método que C# incorpora para desplegar texto en la consola.
Finalizada esta pequeña introducción a nuestro primer programa en C#, pasamos al capítulo 3 en donde examinaremos mas profundamente los fundamentos de C#.
Capítulo 3
Fundamentos del lenguaje
En el capítulo 2 hemos introducido nuestro primer programa en C#, un programa sencillo el cual incorpora muchos temas que hemos cubierto básicamente y solamente en parte. En esta sección del libro procuraremos ver más a fondo las partes básicas de C#. Nos internaremos más a fondo en la sintaxis y la estructura de C#.
En este capítulo cubriremos lo que son los tipos. Hablaremos de tipos básicos o internos y de cómo crear nuevos tipos. También hablaremos en general de la manipulación de datos. Hablaremos sobre condicionales, operadores matemáticos y varios otros temas relacionados. Empecemos entonces nuestro estudio con lo que son tipos.
Tipos
Importancia de los tipos de datos
Los tipos son la base de cualquier programa. Un tipo no es más que un espacio en el que se almacena una información, ya sean números, palabras o tu fecha de nacimiento.
Tipos en C#
C# es un lenguaje de tipeado seguro (o fuertemente tipado) lo cual quiere decir que el programador debe definir a que tipo pertenece cada pedazo de información o cada objeto que se crea. De esta forma podemos crear objetos de tipo número entero, de tipo cadenas de texto, de tipo ventana, de tipo botones, entre otros. Haciendo esto, C# nos ayudará a mantener nuestro código seguro en donde cada tipo cumple con su función. En todas las operaciones el compilador comprueba los tipos para ver su compatibilidad. Las operaciones no válidas no se compilan. De esta forma se evitan muchos errores y se consigue una mayor fiabilidad. Esto también permite a C# anticipar de antemano la cantidad de recursos del sistema que nuestro programa utilizará haciendo nuestro código seguro y eficiente.
'Los tipos en C# al igual que C++ y Java se clasifican en dos secciones: Tipos básicos o internos y tipos creados por el usuario.
Los tipos básicos no son más que alias para tipos predefinidos en la librería base de la plataforma .NET. Así, el tipo número entero (que se representa con la palabra clave int), no es más que una forma rápida de escribir System.Int32.
Dentro de estas dos secciones los tipos del lenguaje C# también son divididos en dos grandes categorías: tipos por valor y tipos por referencia. Existe una tercera categoría de tipos, disponible solo cuando se usa código no seguro: los punteros, que se discutirán más adelante cuando hablemos de los objetos COM.
Los tipos por valor difieren de los tipos por referencia en que las variables de los tipos por valor contienen directamente su valor, mientras que las variables de los tipos por referencia almacenan la dirección donde se encuentran los objetos, es por eso que se las llaman referencias. Más adelante describiremos como funcionan cada una de estas categorías.
Tipos básicos o internos
Los tipos básicos como hemos dicho son espacios predefinidos y categorizados donde se almacena información. En C# tenemos los siguientes tipos internos:
Tabla 3.1 - Tipos básicos
| Tipo C# | Nombre para la plataforma .NET | Con signo? | Bytes utilizados | Valores que soporta |
|---|---|---|---|---|
| bool | System.Boolean | No | 1 | true o false (verdadero o falso en inglés) |
| byte | System.Byte | No | 1 | 0 hasta 255 |
| sbyte | System.SByte | Si | 1 | -128 hasta 127 |
| short | System.Int16 | Si | 2 | -32.768 hasta 32.767 |
| ushort | System.Uint16 | No | 2 | 0 hasta 65535 |
| int | System.Int32 | Si | 4 | -2.147.483.648 hasta 2.147.483.647 |
| uint | System.Uint32 | No | 4 | 0 hasta 4.394.967.395 |
| long | System.Int64 | Si | 8 | -9.223.372.036.854.775.808 hasta 9.223.372.036.854.775.807 |
| ulong | System.Uint64 | No | 8 | 0 hasta 18446744073709551615 |
| float | System.Single | Si | 4 | Approximadamente ±1.5E-45 hasta ±3.4E38 con 7 cifras significativas |
| double | System.Double | Si | 8 | Approximadamente ±5.0E-324 hasta ±1.7E308 con 7 cifras significativas |
| decimal | System.Decimal | Si | 12 | Approximadamente ±1.0E-28 hasta ±7.9E28 con 28 ó 29 cifras significativas |
| char | System.Char | 2 | Cualquier carácter Unicode (16 bits) |
C# tiene una ventaja y característica especial sobre los demás lenguajes de programación modernos y es que cada vez que se crea un objeto de un tipo básico, éstos son mapeados internamente a un tipo primitivo de la plataforma .NET el cual es parte del CLS (Especificación común del lenguaje) lo cual nos permite acceder y hacer uso de estos desde cualquier lenguaje de la plataforma .NET. Es decir si es que creamos un objeto de tipo int (entero) en C#, ese objeto podrá ser usado como tal dentro de J#, JScript, Visual Basic .NET y cualquier otro lenguaje que conforme los requisitos de .NET.
Escogiendo qué tipo usar
A la hora de programar deberéis decidir qué tipo de variables querréis usar. Generalmente esta decisión se basa en el tipo de información que vayáis a usar y en el tamaño de la información. Por ejemplo en nuestro ejemplo 2.2 del capítulo anterior necesitábamos hacer la suma de dos valores numéricos por lo que usamos dos tipos básicos de número entero (usando la palabra clave int) los cuales de acuerdo con nuestra tabla 3.1 son números enteros (no pueden llevar valores decimales) y podrán aceptar valores entre -2,147,483,648 y 2,147,483,647 lo cual es más que suficiente para nuestro ejemplo de añadir dos números. En el caso de que necesitáramos hacer uso de números reales (los cuales poseen una parte entera y una parte decimal como el número 10.22) podremos hacer uso del tipo float, double y decimal de acuerdo con el tamaño del número que necesitemos y así cada uno de los tipos tiene su uso y capacidad de acuerdo con la tabla 3.1.
A continuación explicaremos brevemente los tipos más usados en C#:
Enteros
Los tipos que sirven para almacenar números enteros son: byte, sbyte. short, ushort, int, uint, long y ulong. Como se aprecia en la tabla, C# define versiones con y sin signo para tipos con los mismos bytes utilizados. Cada tipo se distingue por la capacidad de almacenaje.
Probablemente el tipo más utilizado es el int, pues se utiliza para controlar matrices, indexar arreglos (arrays) además de las operaciones normales con enteros. Además, se trata de un entero de tamaño medio: más pequeño que long y ulong, pero más grande que byte, sbyte, short y ushort.
El siguiente ejemplo muestra la declaración y uso de algunos tipos enteros calculando el número de segundos en una hora, día y en un año.
Ejemplo 3.1 - utilizando tipos enteros (int)
// Ejemplo 3.1 - utilizando tipos enteros (int)
using System;
class Enteros{
public static void Main()
{
int minuto = 60; //segundos por minuto
int hora = minuto*60;
int día = hora*24;
long anio = día*365;
Console.WriteLine("Segundos en un día: {0}", día);
Console.WriteLine("Segundos en un año: {0}", anio);
}
}
De nuevo hemos usado el método Console.WriteLine para imprimir los resultados por la consola. El identificador {0} dentro de la cadena de texto indica que se sustituye {0} por el primer argumento. si hubiera más de un argumento, se seguiría con {1}, y así sucesivamente. Por ejemplo, las dos líneas que utilizan Console.WriteLine se pueden simplificar así:
Console.WriteLine("En un día: {0}; en un año: {1}", día, anio );
Tipos de coma flotante
Los tipos de coma flotante sirven para representar a números con parte fraccionaria. La representación por supuesto puede no ser exacta, bien por errores de la máquina, bien porque el número de decimales que se puede alojar es finito.
Existen tres clases de tipos de punto flotante : float, double y decimal. De los dos, el más usado es double, pues es el valor que devuelven la mayoría de las funciones matemáticas de la librería base.
El siguiente ejemplo calcula la raíz cuadrada y el logaritmo de dos:
Ejemplo 3.2 - utilizando tipos flotantes
// Ejemplo 3.2 - utilizando tipos flotantes
using System;
class Flotante{
public static void Main()
{
int a = 2;
double log2 = Math.Log(a);
double raiz2 = Math.Sqrt(a);
Console.WriteLine("El logaritmo de dos es {0}", log2 );
Console.WriteLine("La raiz de dos es {0}", raiz2 );
}
}
y la salida será la siguiente:
El logaritmo de dos es 0.693147180559945
La raíz de dos es 1.4142135623731
si intentamos cambiar el tipo de log2 a otro de menos precisión, como float o int, el compilador protestará. Esto se debe, como hemos dicho a que el valor devuelto por Math.Log() es de tipo double y si se quiere convertir a float, pues se perderán datos. Lo mismo ocurre con la mayoría de los miembros de la clase Math, como Math.Sin(), Math.Tan(), etc.
El tipo decimal
El tipo decimal es un tipo "nuevo" en el sentido de que no tiene equivalente en C/C++. Es muy parecido a los tipo de coma flotante float y double.
En la aritmética de los tipos de coma flotante ordinarios, se pueden producir leves errores de redondeo. El tipo decimal elimina estos errores y puede representar correctamente hasta 28 lugares decimales. Esta capacidad para representar valores decimales sin errores de redondeo lo hace especialmente eficaz para cálculos monetarios.
El tipo bool
El tipo bool sirve para expresar los valores verdadero/falso, que en C# se muestran con las palabras reservadas true y false.
En C#, por ejemplo, una instrucción de condición solo puede estar gobernada por un valor bool, no como en C/C++, que lo puede estar también por un entero. De esta forma se ayuda a eliminar el error tan frecuente en programadores de C/C++ cuando usa "=" en lugar de "==". En definitiva, la inclusión del tipo bool en el lenguaje ayuda a la claridad del código y evita algunos errores muy comunes.
El siguiente ejemplo, muestra algunos usos del tipo bool:
Ejemplo 3.3 - utilizando tipos de decisión bool
// Ejemplo 3.1 - utilizando tipos de decisión bool
using System;
class Booleano{
public static void Main()
{
bool b;
b = true;
Console.WriteLine("b es {0}", b);
if(b)
{
Console.WriteLine("esto saldrá");
}
b = false;
if(b)
{
Console.WriteLine("esto no saldrá");
}
Console.WriteLine("2==2 es {0}", 2==2);
}
}
En la última línea se muestra que el operador "==" también devuelve un valor booleano. El resultado debería ser el siguiente:
b es True esto saldrá 2==2 es True
El tipo char
El tipo char permite almacenar un carácter en formato simple, unicode de 16 bits o caracteres de escape. Usando el formato unicode nos garantiza que los acentos se ven de forma adecuada y además permite la representación de otros alfabetos, como el japonés, griego, cirílico, etc. Para introducir un carácter se utilizan comillas simples, de forma que declarar un carácter sigue la estructura
char letra1 = 'a'; //formato simple char letra2 = '\u0041'; //formato Unicode que representa la letra A char letra3 = '\n'; //formato carácter de escape
Para una lista completa de caracteres unicode podréis visitar la siguiente página: http://unicode.coeurlumiere.com/
La siguiente lista contiene los caracteres de escape comunes y su significado:
\' apostrofe \" Comillas \\ Backslash \0 Null (nulo) \a Alerta \b Retroceso \f Form feed \n Línea nueva \r Retorno del carro \t Tabulación Horizontal \v Tabulación Vertical
Tipo Cadenas
Los tipos cadena (palabra clave string) son tipos que almacenan un grupo de caracteres. En C# los tipos cadena se crean con la palabra clave string seguido por el nombre de la variable que deseamos instanciar. Para asignar un valor a este tipo debemos hacerlo entre comillas de la siguiente forma:
string miCadena = "Esta es una cadena de caracteres";
Debido a que el tipo cadena (string) es uno de los tipos más usados en C#, lo estudiaremos detalladamente más adelante.
Convirtiendo tipos
En nuestros programas muchas veces necesitaremos cambiar de tipo a los objetos que hayamos creado. Esto lo podremos hacer implícitamente o explícitamente. Una conversión de tipos implícita sucede automáticamente, es decir el compilador se hará cargo de esto. Una conversión explicita en cambio se llevará a cabo únicamente cuando nosotros lo especifiquemos. Hay que tomar en cuenta que no siempre podremos hacer una conversión de un tipo hacia otro.
Como regla general las conversiones implícitas se llevan a cabo cuando se desea cambiar un tipo de menor capacidad hacia un tipo de mayor capacidad de la misma especie. Por ejemplo si deseamos crear 2 tipos enteros (misma clase) el uno que lleve el tipo short (menor capacidad) y el otro que lleve el tipo int (mayor capacidad) una conversión implícita de short a int se lleva a cabo en el siguiente ejemplo:
short corto = 3; int entero = corto; //compilará sin ningún problema
aquí sucede una conversión implícita, el valor de la variable corto (en este caso 3) que es de tipo short es asignado a la variable de tipo int sin que el compilador nos de ningún problema ya que hará una conversión de short a int implícitamente por nosotros debido a la regla anteriormente citada.
En el caso que queramos hacer de forma inversa, es decir asignar un valor int a una variable short, estaríamos violando la regla de asignar un tipo de menor capacidad a una variable de tipo de mayor capacidad aunque sean de la misma clase (enteros). Así el siguiente ejemplo no compilará dándonos un error:
int entero = 300; short corto = entero; //nos dará un error de compilación
En estos casos es cuando podremos hacer una conversión explícita. Debido a que la información almacenada en la variable entero de tipo int está también en el rango de capacidad del tipo short y los dos tipos son de la misma clase (enteros) podremos hacer una conversión explicita designando entre paréntesis a que tipo queremos convertir de la siguiente manera:
int entero = 300; short corto = (short) entero; //convertirá la variableenteropara que sea del tiposhort
En el ejemplo anterior, el compilador no nos dará ningún problema. Cada uno de los tipos básicos citados a continuación soportará una conversión implícita o explícita como se lo expresa en la siguiente tabla:
| Desde/hacia | byte | sbyte | short | ushort | int | uint | long | ulong | float | double | decimal |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| byte | I | E | I | I | I | I | I | I | I | I | I |
| sbyte | E | I | I | E | I | E | I | E | I | I | I |
| short | E | E | I | E | I | E | I | E | I | I | I |
| ushort | E | E | E | I | I | I | I | I | I | I | I |
| int | E | E | E | E | I | E | I | E | I | I | I |
| uint | E | E | E | E | E | I | I | I | I | I | I |
| long | E | E | E | E | E | E | I | E | I | I | I |
| ulong | E | E | E | E | E | E | E | I | I | I | I |
| float | E | E | E | E | E | E | E | E | I | I | E |
| double | E | E | E | E | E | E | E | E | E | I | E |
| decimal | E | E | E | E | E | E | E | E | E | E | I |
Arreglos
En C# se pueden construir arreglos de prácticamente cualquier tipo de dato. Los arreglos, también llamados vectores o arrays, no son más que una sucesión de datos del mismo tipo. Por ejemplo, el concepto matemático de vector es una sucesión de números y por lo tanto es un arreglo unidimensional. Así, podemos construir arreglos de objetos, de cadenas de texto, y, por supuesto, arreglos de enteros:
using System;
class Arreglo{
public static void Main()
{
int[] arr = new int[3];
arr[0] = 1;
arr[1] = 2;
arr[2] = 3;
Console.WriteLine( arr[1] );
}
}
Para crear un arreglo debemos especificar de qué tipo deseamos crear el arreglo seguido por corchetes [ ] que es el distintivo del arreglo (en nuestro ejemplo usamos int[]), seguido por la palabra clave new y el tipo y la cantidad de parámetros que tendrá nuestro arreglo. En el ejemplo anterior, por ejemplo, se creó un arreglo arr unidimensional con capacidad para 3 enteros (especificado por new int[3]), y luego se le asignó a cada parámetro un entero distinto (nótese que se comienza a contar a partir de 0 y el número del parámetro se encuentran entre corchetes).
Existe una forma más corta para declarar el arreglo y asignarle los valores:
int[] arr = {1,2,3}; //es exactamente lo mismo que el ejemplo anterior
También se pueden crear arreglos bidimensionales (y de la misma forma para más dimensiones). En ese caso la sintaxis para declarar un arreglo bidimensional de enteros será
int[,] arr; //declaración de arreglos bidimensionales en C#
en contraposición a C/C++, en el que se declararía como
int[][] arr; //declaración de arreglos bidimensionales en C/C++
De esta forma, un arreglo bidimensional se declararía y utilizaría de la siguiente forma:
using System;
class Arreglo2{
public static void Main()
{
int[,] arr = new int[2,2];
arr[0,0] = 1;
arr[1,0] = 2;
arr[0,1] = 3;
arr[1,1] = 4;
Console.WriteLine("El valor que posee la variable arr[1,1] es {0}", arr[1,1] );
}
}
el resultado será:
El valor que posee la variable arr[1,1] es 4
igual que el ejemplo anterior, podemos declarar todo el arreglo de la siguiente forma:
int[,] arr = {{1,2},{3,4}};
Hablaremos más sobre arreglos más adelante
Identificadores, Variables, Constantes y Enumeraciones
Identificadores
En una aplicación siempre se deben crear variables, constantes, métodos, objetos, etc. Para poder crearlos debemos asignar nombres o identificadores. Estos identificadores deben seguir ciertas reglas:
- Un identificador DEBE empezar con una letra o un signo _
- Un identificador NO puede tener espacios en blanco
- Un identificador NO puede llevar el mismo nombre que una palabra clave
Después de que el identificador empiece con una letra o un símbolo _, el identificador puede tener cualquier cantidad de letras, líneas o números.
Ejemplo:
EsteIdentificadorEsValido _este_también esteEsOtro1 esteEsOtro2
como ejemplos inválidos tenemos:
Esto es invalido 123_Otro_inválido int
en los ejemplos que no son válidos, el primero contiene espacios, el segundo empieza con números y el tercero es una palabra clave lo cual no es permitido.
Nota: Es recomendado que las variables siempre empiecen con minúsculas y que sigan el patrón llamado Camello es decir que el nombre de la variable que tenga varias palabras debe ser formado de la siguiente manera: la primera palabra empezará con minúsculas pero la segunda, tercera, etc palabras estarán unidas a la primera y tendrán su primera letra en mayúsculas ejemplo: miVariable. También se ha recomendado que el nombre de Métodos, Clases y demás nombres que necesitamos especificar deberán llevar el mismo formato anterior con la excepción de que la Primera letra deberá ser mayúscula.
Variables
Una variable es el nombre que se le da al espacio donde se almacena la información de los tipos. Las variables pueden llevar cualquier nombre que deseemos, eso sí no se podrá hacer uso de palabras claves de C#. En los ejemplos anteriores hemos usado varias variables con diferentes tipos y diferentes valores.
Para crear una variable debemos especificar a qué tipo pertenece antes del nombre que le vamos a dar. Por ejemplo si deseamos crear una variable que se llame var y que sea del tipo entero (int) procederemos de la siguiente manera:
int var;
Una vez creada la variable podemos almacenar la información que deseamos. Para hacerlo utilizamos el símbolo = después del nombre de la variable.
var = 10;
Hay que tener presente que la variable como su nombre lo indica podrá tomar otros valores. Por ejemplo si deseamos que nuestra variable cambie de valor a 5 hacemos lo que habíamos hecho en el ejemplo anterior pero con el nuevo valor:
var = 5;
De ahora en adelante la variable var pasa a tener el valor de 5.
Para simplificar el proceso de creación y asignación de valor de una variable podemos especificar estos dos procesos en una misma línea.
int var = 10;
La primera vez que una variable recibe un valor se llama inicialización de la variable. En C# todas las variables que van a ser utilizadas deben ser inicializadas para que vuestro programa pueda funcionar.
En caso anterior hemos creado la variable var e inicializado la variable con el valor 10. Hay que tener cuidado que la creación de una variable se la hace 1 sola vez y la asignación de diferentes valores se puede hacer cuantas veces queramos.
Constantes
Las constantes como su nombre lo indica son variables cuyo valor no puede ser alterado. Éstas se utilizan para definir valores que no cambian con el tiempo. Por ejemplo podemos definir una constante para especificar cuantos segundos hay en una hora de la siguiente forma:
const int segPorHora = 3600;
Esta constante no podrá ser cambiada a lo largo de nuestro programa. En el caso de que queramos asignarle otro valor, el compilador nos dará un error.
Las constantes deben ser inicializadas en el momento de su creación.
Enumeraciones
Supongamos que estamos diseñando un juego y necesitamos crear una variable para saber cuál es el estado del tanque de combustible de nuestro automóvil. Suponiendo que tenemos 4 niveles en el tanque: lleno, medio, bajo y crítico. ¿Qué tipo de variable podríamos usar para especificar estos estados? Una forma de hacerlo podría ser si especificamos una variable de tipo int (entero) que tome los valores de 1 para lleno, 2 para medio, 3 para bajo y 4 para crítico. Esta alternativa funcionaría pero a la larga nos olvidaremos qué número representaba qué. Una forma muy elegante de solucionar este problema es utilizando el tipo enum o enumeraciones. Veamos el siguiente ejemplo para comprender este concepto:
Ejemplo 3.1 - Control del estado de combustible
using System;
namespace Autos
{
class Control
{
enum tanque
{
lleno,
medio,
bajo,
critico,
}
static void Main()
{
tanque auto1 = tanque.lleno;
RevisarEstadoTanque(auto1);
auto1 = tanque.critico;
RevisarEstadoTanque(auto1);
}
static void RevisarEstadoTanque(tanque auto)
{
if (auto==tanque.lleno)
Console.WriteLine ("¡El tanque está lleno!");
if (auto==tanque.medio)
Console.WriteLine ("El tanque está por la mitad");
if (auto==tanque.bajo)
Console.WriteLine ("¡El tanque está casi vacío!");
if (auto==tanque.critico)
Console.WriteLine ("¡Alerta! tu auto se quedó sin combustible");
}
}
}
Este programa sencillo crea una enumeración llamada tanque y dentro de ella crea 4 constantes: lleno, medio, bajo, y critico. Dentro de nuestro programa creamos la variable de tipo tanque llamada auto1 la cual podrá tomar los valores especificados dentro de la enumeración. Cuando asignamos a la variable auto1 el valor de tanque.lleno y revisamos el estado del tanque llamando a la función RevisarEstadoTanque, podremos comprobar cuál es el estado actual del tanque de combustible. Ésta es una forma muy descriptiva de cómo crear variables que cambien de estado, una solución elegante y sencilla a nuestro problema.
En realidad las constantes dentro de las enumeraciones tienen valores enteros asignados. Estos valores pueden ser inicializados con distintos valores que nosotros deseemos e incluso podemos especificar qué tipo de entero queremos usar. En nuestro ejemplo anterior los valores de la enumeración son valores enteros del tipo int el primer elemento dentro de la enumeración tiene asignado el valor de 0, el siguiente el valor 1 y así sucesivamente. Esto sucede cuando no especificamos a qué tipo queremos inicializar nuestra enumeración y tampoco asignamos valores a las constantes. En el siguiente ejemplo podemos ver cómo especificar otro tipo de constantes y otros valores.
Supongamos que queremos especificar cuantos segundos hay en un minuto, cuantos segundos hay en una hora y cuantos segundos hay en 24 horas. Con enumeraciones lo podemos hacer de la siguiente manera:
Ejemplo 3.2 - Enumeraciones
using System;
namespace Ejemplos
{
class Enumeraciones
{
enum segundos :uint
{
minuto = 60,
hora = 3600,
dia = 86400,
}
static void Main()
{
Console.WriteLine("Existen {0} segundos en 1 minuto, {1} segundos en 1 hora y {2} segundos en 24 horas",(uint)segundos.minuto, (uint)segundos.hora, (uint)segundos.dia);
}
}
}
El resultado es el siguiente:
Existen 60 segundos en 1 minuto, 3600 segundos en 1 hora y 86400 segundos en 24 horas
El ejemplo anterior nos muestra otra forma de usar una enumeración. Hay que tener en cuenta que el tipo que va a tener la enumeración se encuentra después del nombre de la enumeración precedido por dos puntos. De esa forma podremos especificar de qué tipo son. Como habíamos dicho anteriormente se podrá utilizar cualquier tipo de la clase enteros como byte, sbyte, short, ushort, int, uint, long o ulong. En el caso de que no se especifique a qué tipo pertenece el compilador le dará el tipo int. También se debe tomar en cuenta que los valores de las constantes están asignados con el signo = y están separadas por comas.
Como habéis visto la forma de acceder al valor numérico de las enumeraciones es especificando entre parentesis a qué tipo pertenecen, en este caso (uint). Después de lo cual especificamos el nombre de la enumeración seguido por un punto que separa al nombre de la constante. En el caso de que deseemos desplegar sólo el nombre de la constante y no su valor, se debe omitir el nombre del tipo como: segundos.hora sin (uint) al inicio.
En el caso de que solamente especifiquemos algunos valores de las constantes, el compilador asignará el siguiente valor a la siguiente constante. Así por ejemplo:
enum números
{
uno, //toma el valor de 0
dos, //toma el valor de 1
diez = 10, //toma el valor de 10
once, //toma el valor de 11
}
Operadores
Los operadores son símbolos con los cuales C# tomará una acción. Por ejemplo existen operadores matemáticos para sumar, restar, multiplicar y dividir números. Existen también operadores de comparación que analizará si un valor es igual, mayor o menor que otro y operadores de asignación los cuales asignarán nuevos valores a los objetos o variables. A continuación explicaremos un poco más detalladamente los operadores en C#:
Operadores matemáticos
Casi todos los lenguajes de programación soportan operadores matemáticos. Estos operadores se utilizan para realizar operaciones matemáticas sencillas entre números. Entre estos operadores tenemos los de suma, resta, multiplicación, división y módulo (o residuo): +,-,*,/,%, y se los usa de la siguiente manera:
using System;
class operadoresMatematicos
{
public static void Main()
{
int a = 7;
int b = 4;
int c = a + b;
int d = a - b;
int e = a * b;
int f = a / b;
int g = a % b;
Console.WriteLine ("De los números: {0} y {1} la suma es: {2}, la resta es:{3}, la multiplicación es: {4}, la división es: {5} con un residuo de: {6}",a,b,c,d,e,f,g);
}
}
Operadores de asignación
Los operadores de asignación son aquellos que sirven para asignar el valor del objeto o variable de la derecha al objeto o variable de la izquierda. Un ejemplo sencillo de este tipo de operadores es la inicialización de variables. Como habíamos visto, para asignar el valor a una variable simplemente utilizamos el símbolo (u operador) igual =
int a = 15; //la variableatomará el valor de 15. int b = a = 10; //la variableay la variablebtomarán el valor de 10.
Además de estos operadores de asignación sencillos, existen otros operadores de asignación que realizan operaciones matemáticas antes de asignar el valor a la variable u objeto. Entre ellos tenemos: +=, -=, *=, /=, %=, ++, --. Ejemplos:
var += 10; // realiza la operación var = var+10; var -= 10; // realiza la operación var = var-10; var *= 10; // realiza la operación var = var*10; var /= 10; // realiza la operación var = var/10; var++; //realiza la operación var = var+1; después de procesar esta línea ++var; //realiza la operación var = var+1; antes de procesar esta línea var--; //realiza la operación var = var-1; después de procesar esta línea --var; //realiza la operación var = var-1; antes de procesar esta línea
Operadores de comparación
Estos operadores son muy útiles cuando tenemos que cambiar el flujo de nuestro programa. Con ellos podemos comparar si un objeto o variable es igual (==), no es igual (!=), es mayor o igual (>=), es menor o igual (<=), es mayor (>) o es menor (<) que otro objeto. El resultado de esta comparación es de tipo bool es decir verdadero o falso (true o false). Estos operadores se los usa de la siguiente forma:
int a = 10; int b = 20; bool resp; resp = (a == b); // compara si a es igual a b y retorna el valor bool false (o falso), tómese en cuenta que a==b es MUY diferente a a=b resp = (a != b); // compara si a es diferente a b y retorna el valor bool true (o verdadero) resp = (a <= b); // compara si a es menor o igual a b y retorna el valor bool true (o verdadero) resp = (a >= b); // compara si a es mayor o igual a b y retorna el valor bool false (o falso) resp = (a < b); // compara si a es menor a b y retorna el valor bool true (o verdadero) resp = (a > b); // compara si a es mayor a b y retorna el valor bool false (o falso)
Operadores lógicos
Para entender como funcionan los operadores lógicos tenemos que aprender un poco lo que son los números binarios. En esta parte del libro no cubriremos en detalle este extenso tema de los números binarios ni del Algebra que gobierna estos números ni mucho menos de como se comportan las puertas lógicas dentro de un ordenador porque nos tomaría uno o dos libros completos, pero nos gustaría dar un poco de bases de como es que los números binarios forman parte de los operadores lógicos. Toda información que el ordenador opera internamente es representada por números binarios (por unos y ceros que son conocidos también por verdadero y falso), así la letra A el ordenador internamente lo representa en código binaro ASCII como 01000001 que en números "normales" o decimales es 65. Para manipular esta información en unos y ceros, el ordernador tiene operadores lógicos los cuales permiten cambiar la información de una manera que nos convenga. Por medio de estos operadores lógicos el ordenador es capaz de tomar decisiones, procesar cualquier información, hacer complicadas operaciones matemáticas, o en otras palabras, por medio de estos operadores lógicos, el ordenador hace todo lo que vosotros le habéis visto hacer.
Los operadores lógicos más importantes para nuestro estudio en C# son:
AND
Representado por el símbolo &. Comprueba si todos los números binarios son 1 (o verdadero) entonces la respuesta es 1 (o verdadero)
OR
Representado por el símbolo | (barra vertical de la tecla del 1). Comprueba si cualquiera de los números binarios es 1 (o verdadero) entonces la respuesta es 1 (o verdadero)
NOT
Representado por el símbolo ~ y !. Invierte la respuesta. En operaciones con tipos bool, el operador ! cambia la variable de verdadero a falso o viceversa, pero en números binarios, el operador ~ cambia cada uno de los unos y ceros por su opuesto, cuando encuentra un uno lo cambia por un cero y viceversa, así por ejemplo si tenemos el número binario 01000001 y aplicamos el operador NOT ~ obtendremos 10111110, pero si tenemos una expresión que se evalua como true (o verdadera) y si se aplica el operador !, se obtiene una respuesta false (o falsa). Por ejemplo (!(10==10)) esta expresión tiene como resultado false
XOR
Representado por el símbolo ^. En dos números, comprueba si los dos números binarios son iguales, entonces la respuesta es 0 (o falso).
<<
Desplazar a la izquierda desplaza todos los bits hacia la izquierda introduciendo ceros al final de la derecha y descartando los últimos números. Así el número 01000001 si se lo desplaza a la izquierda una vez 01000001 << 1, se convierte en 10000010
>>
Al igual que el operador anterior, desplazar a la derecha desplaza todos los bits hacia la derecha introduciendo ceros al final de la izquierda y descartando los últimos números. Así el número 01000001 si se lo desplaza a la derecha una vez 01000001 >> 1, se convierte en 00100000
Operadores lógicos de unión
En el caso de que deseemos comparar varios valores para saber si todos son verdaderos o si alguno es verdadero podemos usar los operadores lógicos de unión && y ||
a && b // esta línea compara si a y b son verdaderos retorna el valor true (o verdadero) si los dos lo son a || b // esta línea compara si a o b son verdaderos retorna el valor true (o verdadero) si alguno de los dos es !a // esta línea compara si a es verdadero retorna falso si lo es y viceversa.
a y b pueden representar variables, constantes, números, funciones, expresiones, etc. que den como resultado un valor de decisión (true o false). Así por ejemplo, el siguiente ejemplo es válido:
int a = 0;
int b = 10;
int c = 20;
if ((a <= b) && (c >= b))
System.Console.WriteLine ("a es menor o igual a b y c es mayor o igual a b");
Capítulo 4
Estructuras de control
Hay dos maneras de cambiar el rumbo de ejecución de un programa, estos pueden ser saltos incondicionales y saltos condicionales. En este capítulo se describen algunas de estas sentencias. Algunas son muy similares a las existentes en otros lenguajes, como las sentencias if, for, while, etc. y otras, como foreach, throw o continue, son algo más específicas.
Saltos incondicionales
Las instrucciones de un programa se ejecutan sentencia por sentencia empezando desde el método o función principal llamado Main() hasta terminar con el programa. El programa sin embargo, tomará otros rumbos incondicionalmente en dos oportunidades: 1. Cuando encuentre la llamada a otros métodos (Ejemplo 4.1) y 2. Con el uso de las palabras claves como goto, break, continue, return y throw las cuales se discutirán más adelante.
Ejemplo 4.1 - Salto incondicional a otra función
using System;
namespace Ejemplos{
class Ejemplo4_1{
static void Main(){
Console.WriteLine ("Esta parte se ejecuta primero");
LlamadaOtraFuncion();
Console.WriteLine ("Esta parte se ejecuta al final");
}
static void LlamadaOtraFuncion(){
Console.WriteLine ("Ha salido del método Main()");
}
}
}
En el ejemplo anterior el programa ejecuta sentencia por sentencia el método principal Main() hasta que encuentra la llamada a otro método. Después de que el método llamado haya terminado el método Main continuará con la ejecución de las sentencias restantes.
La sentencia goto
En los inicios de los lenguajes de programación la sentencia goto fue la más popular para ir de un lugar a otro dentro del programa. Sin embargo esto creaba una tremenda confusión al momento de diseñar la aplicación. Si el programador quería hacer un esquema de como funcionaba dicha aplicación, se veía con un laberinto tipo espagueti de líneas y símbolos conectados entre sí. Es por esto que esta sentencia es un poco "problemática" y fuera de "moda" entre los lenguajes de programación modernos. C# sin embargo soporta esta sentencia. Os recomendamos no utilizarla a menos que sea necesario o si os sentís cómodos haciéndolo, pero cuando os cree un laberinto difícil de depurar, no digáis que no os advertimos de no utilizarla. Hay muchas otras mejores maneras de cumplir con el mismo propósito (la sentencia while por ejemplo es una de ellas), las cuales son más elegantes y más sencillas de depurar.
La sentencia goto funciona de la siguiente manera:
Primero se crea una etiqueta al inicio de cierto bloque de código y después en otro lugar podemos saltar hacia esa etiqueta usando la palabra clave goto. El siguiente ejemplo ilustra la sentencia goto:
using System;
namespace Ejemplos
{
class Ejemplo4_0
{
static void Main()
{
int contador=0;
REPETIR:
Console.WriteLine ("Esta línea se repetirá 100 veces, esta es la linea numero: {0}", contador);
if (contador++ < 100)
goto REPETIR;
Console.WriteLine ("Despues de que el contador sea igual o mayor que 100 se imprimirá esta línea");
}
}
}
Esta sentencia es un ejemplo de salto incondicional ya que por si solo saltará a la etiqueta seleccionada incondicionalmente.
Saltos condicionales
Los saltos condicionales sirven para ejecutar cierto código solamente si se cumple con alguna condición. Entre otros tenemos:
Instrucción if
Esta sentencia sirve para ejecutar unas instrucciones en caso de que se cumpla determinada condición. La forma completa de la instrucción if es
if( condición ) {
instrucciones;
...
}
else {
instrucciones;
...
}
donde la cláusula else es opcional. Si la condición es verdadera, se ejecutarán las instrucciones dentro del bloque if, mientras que si es falsa, se ejecutará el bloque else. El valor que controla la sentencia if debe ser de tipo bool. El siguiente ejemplo
//programa que determina si un valor es positivo o negativo
using System;
class InstruccionIf{
public static void Main()
{
double d;
Console.WriteLine("Introduce un numero");
d = Double.Parse( Console.ReadLine() );
if( d>0 )
{
Console.WriteLine("El numero {0} es positivo", d);
}
else
{
Console.WriteLine("El numero {0} es negativo", d);
}
}
}
te pide que introduzcas un número y dependiendo de si se cumple que dicho número es mayor que cero (condición), se ejecuta un bloque u otro.
La sentencia d = Double.Parse( Console.ReadLine() ); tal vez requiera algo de explicación adicional. En realidad, con Console.ReadLine() estamos leyendo lo que el usuario introduce por pantalla, que es una cadena de caracteres, y con Double.Parse lo que hacemos es interpretar esa cadena de caracteres y convertirla en un tipo numérico double, de forma que tendrá el valor del número que introduzcamos por la consola.
Las intrucciones if se pueden anidar, y existe también una extensión de la sentencia if, la sentencia if-else-if. Su formato es el siguiente:
if( condicion1 )
{
instrucciones;
}
else if( condicion2 )
{
instrucciones;
}
...
else
{
instrucciones;
}
Las instrucciones condicionales se evalúan de arriba a abajo. Tan pronto como se encuentra una condición true, se ejecuta la instrucción asociada con ella, y el resto de la escalera se omite. Si ninguna de las condiciones es true, se ejecutará la última instrucción else. La última instrucción else actúa como condición predeterminada, es decir, si no funciona ninguna de las otras pruebas condicionales, se realiza esta última instrucción. Si no existe esta instrucción else final y el resto de de las condiciones son falsas, entonces no se realizará ninguna acción. El siguiente ejemplo
using System;
class IfElseIf{
public static void Main()
{
string opcion;
Console.WriteLine("Elija una opción (si/no)");
opcion = Console.ReadLine();
if( opcion=="si" )
{
Console.WriteLine( "Muy bien, ha elegido si" );
}
else if( opcion=="no" )
{
Console.WriteLine( "Ha elegido no" );
}
else{
Console.WriteLine("No entiendo lo que ha escrito");
}
}
}
le pide al usuario que elija una opción si/no y la procesa usando una estructura if-else-if. Si la opción no es ni "si" ni "no", entonces se ejecuta la sentencia else por defecto, que imprime por pantalla el mensaje "No entiendo lo que ha escrito"
Nota: Hay que tener mucho cuidado que el símbolo = no es igual a ==, el primero sirve para asignar un valor a una variable
y el segundo sirve para comparar si dos términos son iguales.
Instrucción switch
La instrucción switch es muy parecida a la estructura if-else-if, sólo que permite seleccionar entre varias alternativas de una manera más cómoda. Funciona de la siguiente manera: el valor de una expresión se prueba sucesivamente con una lista de constantes. Cuando se encuentra una coincidencia, se ejecuta la secuencia de instrucciones asociada con esa coincidencia. La forma general de la instrucción switch es la siguiente:
switch( expresión ){
case constante1:
instrucciones;
break;
case constante2:
instrucciones;
break;
...
default:
instrucciones;
break;
}
La sentencia default se ejecutará sólo si ninguna constante de las que siguen a case coincide con expresión. Es algo similar al else final de la instrucción if-else-if.
Sin más, vamos a por un ejemplo
using System;
class InstruccionSwitch{
public static void Main()
{
string s;
Console.WriteLine( "Elige hacer algo con los números 2 y 3");
Console.WriteLine( " + para sumarlos" );
Console.WriteLine( " - para restarlos" );
Console.WriteLine( " * para multiplicarlos" );
Console.WriteLine( " / para dividirlos (division entera)" );
s = Console.ReadLine();
switch(s){
case "+":
Console.WriteLine("El resultado es {0}", 2+3);
break;
case "-":
Console.WriteLine("El resultado es {0}", 2-3);
break;
case "*":
Console.WriteLine("El resultado es {0}", 2*3);
break;
case "/":
Console.WriteLine("El resultado es {0}", 2/3);
break;
default:
Console.WriteLine("No te entiendo");
break;
}
}
}
El cual solicita al usuario que inserte uno de los símbolos +-*/ , y con un switch compara los resultados para hacer diferentes acciones dependiendo del valor de s, que es la cadena de caracteres que almacena la elección del usuario. El resultado debería ser algo parecido a esto:
Elige hacer algo con los números 2 y 3
+ para sumarlos
- para restarlos
* para multiplicarlos
/ para dividirlos (division entera)
*
El resultado es 6
Como habrá notado, al final de todo case siempre hay una sentencia break. Esto no es obligatorio, puede haber en su lugar otra sentencia de salto como un goto inclusive en el caso default.
Siempre se deberá tener un break o un goto en cada caso a menos que la sentencia esté vacía. En esta situación se ejecutará el siguiente caso que viene en la lista. Si no se toma en cuenta ésto se obtiene un error en tiempo de compilación. Otros lenguajes, como C/C++ o Java no tienen esta restricción. La razón de adoptarla en C# es doble: por un lado, elimina muchos errores comunes y en segundo lugar permite al compilador reorganizar las sentencias de los case, y así permitir su optimización.
Ejemplo:
using System;
class InstruccionSwitch{
public static void Main()
{
int voto;
Console.WriteLine( "Qué tipo de musica te gusta más");
Console.WriteLine( "1 - Rock" );
Console.WriteLine( "2 - Clásica (clasica cuenta como instrumental)" );
Console.WriteLine( "3 - Instrumental" );
Console.WriteLine( "4 - Alternativa (alternativo cuenta como Rock)" );
voto = Int32.Parse(Console.ReadLine());
switch(voto){
case 1:
Console.WriteLine("Has votado por Rock o Alternativo");
break;
case 2: //Debido a que no tiene ni un goto ni break y está vacía va al siguiente caso
case 3:
Console.WriteLine("Has votado por Clásica o Instrumental");
break;
case 4:
goto case 1;
default:
Console.WriteLine("No te entiendo");
break;
}
}
}
Como bien se puede notar en el ejemplo, en el case 4, se utiliza la instrucción goto, indicando que se vaya al case 1, ya que según la lógica del ejemplo, es igual elegir 1 o 4. Nótese que no es necesario usar break; en el case 4 ya que se utilizó goto.
Bucle for
El bucle for de C# es idéntico al encontrado en los lenguajes C/C++ y Java. El formato general es
for( inicialización; condición; iteración )
{
instrucciones;
}
Las sentencias de inicialización se ejecutan una vez al principio y sirven principalmente para asignar valores a las variables que servirán de contador. Las sentencias de condición, por su parte, se ejecutan cada vez que el bucle vuelve al principio y sirven para controlar el bucle: éste seguirá realizándose siempre y cuando estas condiciones sean true. Las sentencias de iteración se ejecutan también cada vez que se realiza una nuevo ciclo en el bucle, y sirven para cambiar el estado de las variables que gobiernan las sentencias de condición. Pero todo esto se entiende mejor con un ejemplo
using System;
class BucleFor{
public static void Main()
{
int i; //el contador
for( i = 0; i < 10; i++)
{
Console.WriteLine( i );
}
}
}
Este ejemplo imprime por pantalla los 10 primero enteros positivos. Es un caso muy simple del bucle for. Por cierto, el operador ++ lo que hace es que añade una unidad a la variable a la que acompaña, de forma que, por ejemplo, 9++ es 10. De esta forma, la variable i se incrementa a cada vuelta.
En el ejemplo anterior, las sentencias de inicialización y de iteración eran únicas, pero esto no tiene por qué ser así, de hecho se pueden utilizar varias sentencias separadas por comas. Por ejemplo, se pueden usar dos variables para controlar el bucle
using System;
class BucleFor2{
public static void Main()
{
int i;
int j;
for( i=0, j=10; i<j; i++, j--)
{
Console.WriteLine("( {0} , {1} )", i, j);
}
}
}
Por su parte, la expresión condicional del bucle for puede ser cualquier expresión que genere un valor booleano. En este caso se ha usado "i<j", pero también hubiera sido válida "i==5", "true" (el bucle se realizará indefinidamente) o "false" (el bucle no se realizará).
Bucle while
El bucle while es un bucle que se realiza mientras se cumpla determinada condición. Tiene la forma
while( condición )
{
instrucciones;
}
Donde la condición tiene que ser un valor booleano. Tiene una estructura muy sencilla, así que vamos a ver directamente un ejemplo.
using System;
class BucleWhile{
public static void Main()
{
int i = 0;
while( i<10)
{
Console.WriteLine( i );
i = i+1;
}
}
}
En el que se realiza lo mismo que en el ejemplo anterior, sólo que ahora con un bucle while.
Bucle do-while
Se trata de una ligera variante del bucle anterior, con la diferencia de que ahora primero se ejecutan las instrucciones y luego se evalúa la condición, de forma que tiene tiene una estructura:
do{
instrucciones;
}
while( condición );
El siguiente ejemplo
using System;
class BucleDoWhile{
public static void Main()
{
string s = "";
do
{
Console.WriteLine( "Introduce si para salir del bucle" );
s = Console.ReadLine();
}
while( s != "si" );
}
}
muestra un programa que ejecuta un bucle hasta que el usuario introduce "si". Por cierto, != es lo contrario de ==, es decir, != devuelve true cuando los valores comparados son distintos.
Bucle foreach
El bucle foreach se utiliza para hacer iteraciones sobre elementos de una colección, como pueden ser los enteros dentro de un arreglo de enteros. La sintaxis sigue la siguiente estructura:
foreach( tipo in coleccion )
{
instrucciones;
}
Como hemos comentado, el uso más inmediato es iterar sobre un arreglo de números:
using System;
class BucleForeach{
public static void Main()
{
int[,] arr = {{1,2},{2,3}};
foreach( int elem in arr )
{
Console.WriteLine( elem );
}
}
}
Este ejemplo sólo imprime los valores de una matriz, pero como se puede comprobar mejora mucho la claridad del código comparándolo con una implementación con bucles for como esta
using System;
class BucleForeach{
public static void Main()
{
int i, j; //seran los indexadores de la matriz
int[,] arr = {{1,2},{2,3}};
for(i = 0; i<2; i++ )
{
for( j = 0; j<2; j++ )
{
Console.WriteLine( arr[i,j] );
}
}
}
}
Además, es posible utilizar el bucle foreach con cualquier tipo que sea una colección, no solo con arreglos, como veremos más adelante.
Usando continue y break
continue y break son dos palabras clave que nos permiten saltar incondicionalmente al inicio de un bucle (continue) o fuera de un bucle (break) cuando se necesite. Por ejemplo:
using System;
class continueBreak
{
public static void Main()
{
for(int i = 0; i<10; i++ )
{
if (i==5)
continue;
if (i==9)
break;
Console.Write("{0},",i);
}
}
}
Este pequeño programa entrará en un bucle for que hará que la variable i tome los valores del 1 al 10, pero al llegar al número 5 el bucle saltará incondicionalmente al inicio del bucle sin ejecutar las líneas que siguen más adelante por lo que no ejecutará la línea que imprime en la pantalla el número 5. Cosa similar sucede cuando llega al número 9: el bucle será detenido por el salto incondicional break que romperá el bucle cuando encuentre esta palabra. El resultado será el siguiente:
0,1,2,3,4,6,7,8,
El bucle saltó la línea que imprime 5 y terminó cuando llegó a 9 gracias a las palabras clave continue y break.
Capítulo 5
Introducción a las clases y objetos
Introducción a las clases en C#
Como hemos dicho, C# es un lenguaje orientado a objetos. A diferencia de lenguajes como C++ o Python en los que la orientación a objetos es opcional, en C# y al igual que en Java, la orientación a objetos es ineludible, de hecho cualquier método o variable está contenida dentro de un objeto. Y el concepto fundamental en torno a la orientación a objetos es la clase.
Una clase es como una plantilla que describe cómo deben ser las instancias de dicha clase, de forma que cuando creamos una instancia, ésta tendrá exactamente los mismos métodos y variables que los que tiene la clase. Los datos y métodos contenidos en una clase se llaman miembros de la clase y se accede a ellos siempre mediante el operador "." . En el siguiente ejemplo, se definirá una clase, Clase1 y en el método Main se creará una instancia de Clase1 llamada MiClase. Una buena idea es jugar un poco con el código para ver que la instancia de la clase efectivamente tiene los mismos miembros que la clase Clase1 (que sería la plantilla de la que hablábamos antes)
using System;
//definimos nuestra clase
class Clase1{
public int a = 1;
private double b = 3;
public char c = 'a';
}
//usamos la clase que hemos creado
class UsoClase{
public static void Main()
{
Clase1 MiClase = new Clase1(); // asi creamos una instancia de Clase1
Console.WriteLine( MiClase.c ); //podemos llamar a los tipos que hay dentro de Clase1
}
}
los identificadores public delante de los tipos que hay dentro de Clase1 son necesarios para luego poder ser llamados desde otra clase, como en este caso, que estamos llamando a los miembros de una instancia de Clase1 desde UsoClase. Pero en las clases no solo hay variables, también podemos incluir métodos.
using System;
//definimos nuestra clase
class Clase1{
public int a = 1;
public double b = 3;
public char c = 'a';
public void Descripcion()
{
Console.WriteLine("Hola, soy una clase");
}
}
//usamos la clase que hemos creado
class UsoClase{
public static void Main()
{
Clase1 MiClase = new Clase1(); // asi creamos una instancia de Clase1
Console.WriteLine( MiClase.c ); //podemos usar todos los tipos que hay dentro de Clase1
MiClase.Descripcion();
}
}
Podemos hacer más cosas con las clases, como heredar otras clases o implementar interfaces, pero en este capítulo nos centraremos en el uso de métodos y variables.
Métodos
Los métodos, también llamados funciones, son trozos de código que reciben unos datos, hacen algo con esos datos, y a veces devuelven algún valor. En C#, todos los métodos se encuentran contenidos dentro de un objeto.
La estructura mínima de un método tiene las siguientes partes:
* Tipo devuelto * Nombre del método * Parámetros (puede ser vacío) * Cuerpo del método
de forma que el siguiente método:
double Divide( double a, double b )
{
return a/b;
}
devuelve un tipo double, tiene por nombre Divide, los parámetos son a y b, ambos del tipo double, y el cuerpo del método es simplemente "return a/b;".
Cuando queramos llamar a un método, debemos simplemente poner el nombre del método y sus argumentos dentro de un paréntesis separados por comas. Para llamar al método Divide declarado antes, simplemente debemos escribir Divide(8, 2);
Según lo que hemos visto, el ejemplo del método Divide() completo necesita tener una clase donde definirse y un método Main() donde ejecutarse.
using System;
class Metodo{
public double Divide( double a, double b )
{
return a/b;
}
}
class Principal{
public static void Main()
{
Metodo m = new Metodo();
Console.WriteLine( m.Divide(8, 2) );
}
}
Pasando valores a los métodos
Parámetros
La declaración formal de parámetros también define variables. Hay cuatro tipos de parámetros: parámetros por valor, por referencia, parámetros de salida, y arreglos de parámetros.
Paso por valor
El paso de parámetros por valor es usado por defecto para pasar parámetros a métodos. Cuando se pasa un parámetro por valor a una función realmente se está pasando una copia de dicho parámetro, por lo que las modificaciones que le hagamos al parámetro dentro del método no afectarán al parámetro original. El ejemplo
using System;
class Test {
static void F(int p) {
p++;
Console.WriteLine("p = {0}", p);
}
static void Main() {
int a = 1;
Console.WriteLine("pre: a = {0}", a);
F(a);
Console.WriteLine("post: a = {0}", a);
}
}
muestra un método F que tiene un parámetro por valor llamado p. El ejemplo produce la salida:
pre: a = 1
p = 2
post: a = 1
aunque el valor del parámetro p haya sido modificado dentro del método, éste parámetro solamente tenía una copia del valor del parámetro a que pasamos al método; por lo que cuando imprimimos el parámetro a vemos que éste parámetro ha mantenido su valor original.
Paso por referencia
El paso de parámetros por referencia es la contraposición lógica al paso por valor. En el paso por referencia no se realiza ninguna copia del objeto, sino que lo que se le pasa a la función es una referencia del objeto, de forma que el parámetro pasa directamente a la función y cualquier modificación sobre el parámetro dentro de la función afectará al parámetro original
using System;
class Test {
static void Swap(ref int a, ref int b) {
// intercambia los dos valores
int t = a;
a = b;
b = t;
}
static void Main() {
int x = 1;
int y = 2;
Console.WriteLine("pre: x = {0}, y = {1}", x, y);
Swap(ref x, ref y);
Console.WriteLine("post: x = {0}, y = {1}", x, y);
}
}
muestra un método swap que tiene dos parámetros por referencia. La salida producida es:
pre: x = 1, y = 2 post: x = 2, y = 1
La palabra clave ref debe de ser usada tanto en la declaración formal de la función como en los usos que se hace de ésta.
Parámetro de salida
El parámetro de salida es similar al parámetro por referencia, salvo que el valor inicial de dicho argumento carece de importancia. Un argumento de salida se declara con el modificador out. El ejemplo
using System;
class Test {
static void Divide(int num1, int num2, out int result, out int resid) {
result = num1 / num2;
resid = num1 % num2;
}
static void Main() {
int valor1 = 10;
int valor2 = 3;
int respuesta, residuo;
Divide(valor1, valor2, out respuesta, out residuo);
Console.WriteLine("La división de {0} para {1} = {2} con un residuo de {3}", valor1, valor2, respuesta, residuo);
}
}
muestra un método Divide que incluye dos parámetros de salida. Uno para el resultado (variable result) de la división y otro para el resto (variable resid). Vemos que estos resultados son asignados a las variables respuesta y residuo respectivamente.
Arreglo de parámetros
Habrá ocasiones que necesitemos pasar varios parámetros a un método (o función) pero no sabremos con anticipación cuantos parámetros tendremos que pasar; para esto podremos usar un arreglo de parámetros. Un arreglo de parámetros permite guardar una relación de varios a uno: varios argumentos pueden ser representados por un único arreglo de parámetros. En otras palabras, los arreglos de parámetros permiten listas de argumentos de tamaño variable.
Un arreglo de parámetros se declara con el modificador params. Sólo puede haber un arreglo de parámetros en cada método, y siempre debe ser el último parámetro especificado. El tipo del arreglo de parámetros debe ser siempre un tipo arreglo unidimensional. Al llamar a la función se puede pasar uno o varios argumentos del tipo del arreglo. El ejemplo
using System;
class Test
{
static void F(params int[] args) {
Console.WriteLine("nº de argumentos: {0}", args.Length);
for (int i = 0; i < args.Length; i++)
Console.WriteLine("args[{0}] = {1}", i, args[i]);
}
static void Main() {
F();
F(1);
F(1, 2);
F(1, 2, 3);
F(new int[] {1, 2, 3, 4});
}
}
muestra un método F que toma un número variable de argumentos int, y varias llamadas a este método. La salida es:
nº de argumentos: 0
nº de argumentos: 1
args[0] = 1
nº de argumentos: 2
args[0] = 1
args[1] = 2
nº de argumentos: 3
args[0] = 1
args[1] = 2
args[2] = 3
nº de argumentos: 4
args[0] = 1
args[1] = 2
args[2] = 3
args[3] = 4
La mayoría de los ejemplos presentes en este capítulo utilizan el método WriteLine de la clase Console. El comportamiento para las sustituciones, como muestra el ejemplo
int a = 1, b = 2;
Console.WriteLine("a = {0}, b = {1}", a, b);
se consigue usando un arreglo de parámetros. El método WriteLine proporciona varios métodos sobrecargados para el caso común en el que se pasa un pequeño número de argumentos, y un método que usa un arreglo de parámetros.
using System;
namespace System
{
public class Console
{
public static void WriteLine(string s) {...}
public static void WriteLine(string s, object a) {...}
public static void WriteLine(string s, object a, object b) {...}
...
public static void WriteLine(string s, params object[] args) {...}
}
}
Modificadores public y static
El modificador public lo hemos utilizado anteriormente. Se puede utilizar en la declaración de cualquier método o variable, y como es de esperar, produce el efecto de que el campo afectado se vuelve público, esto es, se puede utilizar desde otras clases
using System;
class Metodo{
public double Divide( double a, double b )
{
return a/b;
}
}
class Principal{
public static void Main()
{
Metodo m = new Metodo();
Console.WriteLine( m.Divide(8, 2) );
}
}
Si por ejemplo intentamos declarar el método Divide sin el modificador public, obtendremos un error en tiempo de compilación. El modificador complementario de public es private, que provoca que el método o dato solo sea accesible desde la clase en la que está declarado. Si no se especifica nada, se toma por defecto el modificador private
De esta forma podríamos separar las clases Metodo y Principal en dos archivos separados, llamados por ejemplo metodo.cs y principal.cs . Para compilar esto, bastará compilar ambos archivos al mismo tiempo, de forma similar a esto: mcs principal.cs metodo.cs
Además, tampoco es necesario crear una instancia de la clase sólo para acceder a un método declarado en ella. Para eso debemos anteponer a la declaración del método el modificador static. Los métodos estáticos se caracterizan por no necesitar una instancia de la clase para cumplir su función, pero como contrapartida, no pueden acceder a datos propios de la clase.
using System;
class Metodo{
public static double Divide( double a, double b )
{
return a/b;
}
}
class Principal{
public static void Main()
{
Console.WriteLine( Metodo.Divide(8, 2) );
}
}
Los métodos estáticos se utilizan en multitud de situaciones. Por ejemplo, el método Console.WriteLine() o las funciones de la librería matemática estándar no son más que métodos estáticos de sus respectivas clases.
Constructores e instancias de una clase
Como hemos visto, las instancias de una clase se crean con la sintaxis
nombreclase objeto = new nombreclase( argumentos );
donde nombreclase es el nombre que le hemos dado a la definición de la clase, argumentos es una lista de argumentos posiblemente vacía y objeto es el nombre que queremos darle a la instancia de la clase.
Una vez creada una clase, sus miembros se inicializan a sus valores predeterminados ( cero para valores numéricos, cadena vacía para el tipo string, etc. ). La siguiente clase representa un punto sobre el plano, de forma que tiene dos valores públicos X e Y, y un método que calcula la distancia al origen del punto (módulo)
using System;
class Punto{
public double X;
public double Y;
public double Modulo()
{
double d;
d = Math.Sqrt(X*X + Y*Y); //Sqrt = raiz cuadrada
return d;
}
}
class Principal{
public static void Main()
{
Punto A = new Punto();
A.X = 1;
A.Y = 1;
Console.WriteLine("El modulo del punto (1,1) es: {0}", A.Modulo() );
}
}
Ahora bien, la forma en la que se crea la instancia, es decir, inicializando los datos a cero (ejercicio: comprobar esto), se puede personalizar, de forma que podemos construir nuestro propio constructor que le diga a la clase los valores por defecto que debe tomar. Esto se realiza simplemente escribiendo dentro de la clase un método que tenga el mismo nombre que la clase y en el que no se especifica el valor devuelto. La clase Punto con un constructor sería así:
using System;
class Punto{
public double X;
public double Y;
public Punto() //constructor
{
X = 1;
Y = 1;
}
public double Modulo()
{
double d;
d = Math.Sqrt(X*X + Y*Y); //Sqrt = raiz cuadrada
return d;
}
}
de forma que ahora al crear una instancia de la clase se crea el punto (1,1) en lugar del (0,0), que era el que se creaba por defecto. De esta forma, al crear la instancia, par ya contendrá los valores (1,1) .
En la práctica se utilizan mucho constructores con parámetos, de forma que al crear la instancia se le asignan valores según los parámetros. La siguiente implementación de Par contiene un constructor que acepta un par de valores, que servirán para inicializar los valores A y B
class Punto{
public Punto( double val1, double val2)
{
X = val1;
Y = val2;
}
...
}
También tenemos la posibilidad de declarar una clase con varios constructores (cada uno con diferentes parámetros) Lo que hará el compilador de C# es buscar el constructor que se adecúe a los parámetros que le llegan, y ejecutarlo como si fuera un método más. Dependiendo de la llamada que se haga en el "new", usaremos un constructor u otro.
Sobrecarga de métodos
En C#, al igual que en C++ y en Java es posible definir varios métodos con el mismo nombre pero con distintos parámetros, de forma que el compilador decide a cuál se llama dependiendo de los parámetros que le lleguen.
Esto es muy práctico, pues no tienes que renombrar cada función según el tipo de valor que acepta. El siguiente ejemplo implementa un par de métodos que elevan al cuadrado el valor que reciben, y se implementan para tipos double y para int. En C, que es un lenguaje que no soporta sobrecarga de métodos, se tendría que haber llamado distinto a ambos métodos, por ejemplo alcuadrado_double y alcuadrado_int
using System;
class Eleva{
public static double AlCuadrado( int a )
{
return a*a;
}
public static double AlCuadrado( double a )
{
return a*a;
}
}
class Principal{
public static void Main()
{
Console.WriteLine("4 al cuadrado es {0}", Eleva.AlCuadrado(4) );
Console.WriteLine("3.2 al cuadrado es {0}", Eleva.AlCuadrado(3.2) );
}
}
La palabra reservada this
La palabra reservada this sirve para hacer referencia a miembros de la clase en caso de que se quiera especificar, ya sea por motivos de colisión de nombres o por la claridad del código. Su sintaxis es
this.campo
donde campo es la variable de la clase a la que queremos hacer referencia.
En el siguiente ejemplo, declaramos un constructor para la clase Punto, que toma dos argumentos X e Y. Entonces es obligado el uso de this para distinguir entre el X de la clase y el X tomado como parámetro
class Complejo
{
double X;
double Y;
Complejo(double X, double Y)
{
this.X = X;
this.Y = Y;
}
}
Propiedades e indizadores
Propiedades
Las propiedades son una característica de C# que permiten aparentemente el acceso a un miembro de la clase mientras mantiene el control asociado al acceso mediante métodos.
Para los programadores de Java hay que decir que esto no es más que la formalización del patrón de asignación (setter) y método de lectura (getter)
Las propiedades son como métodos que se declaran dentro de un bloque asociado a una variable mediante las palabras reservadas get (se encarga de devolver algo cuando se llama al tipo que lo contiene ) y set (que hace algo cuando se le asigna un valor a la variable que lo contiene. Este valor viene especificado en la variable value )
using System;
class TestProperties {
private static string clave;
public string Clave {
get
{
Console.WriteLine ("Acceso a la propiedad clave");
return clave;
}
set
{
Console.WriteLine ("Cambio del valor de clave");
clave = value;
}
}
}
class Test {
public static void Main () {
TestProperties tp = new TestProperties();
string c = "ClaveClave";
tp.Clave = c;
Console.WriteLine (tp.Clave);
}
}
En realidad, lo que se hace es declarar una variable privada de forma que no se puede acceder de forma directa, y se crean dos métodos ( o uno si solo se requiere acceso de lectura) que permiten acceder al contenido de la variable y tal vez modificarla. Si no queremos que se pueda modificar la variable, no incluímos el método "set" y ya tendríamos propiedades de sólo lectura.
Indexadores
Hemos visto, en el apartado en el que tratamos las propiedades, que podemos acceder a una variable privada de una clase a través de eventos que nos permiten controlar la forma en la que accedemos a dicha variable.
Los indexadores nos van a permitir hacer algo parecido. Nos van a permitir acceder a una clase como si se tratara de un arreglo. Lo vemos de forma más sencilla con un ejemplo:
using System;
class PruebaIndexadores
{
private int[] tabla = {1, 2, 3, 4};
public int this [int indice]
{
get
{
Console.WriteLine ("La posicion {0} de la tabla tiene el valor {1}", indice, tabla[indice]);
return tabla[indice];
}
set
{
Console.WriteLine ("Escrito el valor {0} en la posición {1} de la tabla", value, indice);
tabla[indice] = value;
}
}
}
Tenemos una clase PruebaIndexadores en la que hay un array llamado "tabla", declarado como privado, por lo que no podremos acceder a él desde fuera de nuestra clase. Pero hemos declarado también un indexador (public int this [int indice]), que nos permitirá acceder a él de forma más controlada.
Para probar esta clase, creamos otra clase con un punto de entrada (public static void Main ()), que será donde hagamos las pruebas.
Primero creamos un objeto de la clase PruebaIndexadores:
PruebaIndexadores obj = new PruebaIndexadores ();
Luego accedemos a una posición del indexador:
int a = obj[3];
Esta línea lo que hace es llamar al indexador, pasándole como parámetro el índice, en este caso 3. Al ser una consulta de lectura, se ejecuta el código que haya en la parte "get" del indexador. Una vez ejecutado, lo que nos aparece por pantalla es esto:
La posicion 3 de la tabla tiene el valor 4
Vamos ahora a hacer un cambio en la tabla:
obj[3] = 6;
Lo que se ejecuta ahora es la parte "set" del indexador. Lo que aparecerá en pantalla una vez ejecutado esto será:
Escrito el valor 6 en la posición 3 de la tabla
Nótese que tenemos que hacer explícitamente el acceso al array (tabla[indice]=value) en el set, ya que el indexador no tiene forma de saber qué variable se supone que tiene que manejar. Si no pusiéramos esa línea, en realidad el indexador no cambiaría el valor del array.
Para comprobar que realmente se ha hecho el cambio, volvemos a acceder al indexador:
a = obj[3];
Y esta vez nos aparecerá esto:
La posicion 3 de la tabla tiene el valor 6.
Capítulo 6
Herencia y Polimorfismo
Herencia
La herencia es un concepto fundamental de la programación orientada a objetos. Cuando se dice que una cierta clase A hereda otra clase B significa que la clase A contiene todos los miembros de la clase B más algunos que opcionalmente puede implementar ella misma
Las clases en C# soportan herencia simple, de forma que una clase puede derivar de otra, pero no de varias (como si era posible en C++). De hecho, en C# todas las clases derivan implícitamente de la clase object.
La sintaxis que se utiliza es la siguiente:
class MiClaseDerivada : MiClaseBase
{
//miembros
}
En el siguiente ejemplo definimos una clase A con un método F(). Posteriormente definimos una clase B que hereda A y además define un método G(). Finalmente creamos una clase con un método Main() que llamará a los dos métodos de B, al implementado por B y al heredado
using System;
class A{
public void F()
{
Console.WriteLine("Soy F() de A");
}
}
class B : A{
public void G()
{
Console.WriteLine("Soy G() de B");
}
}
class Principal{
public static void Main()
{
B clase_heredada = new B();
clase_heredada.F();
clase_heredada.G();
}
}
La palabra reservada base
La palabra reservada base sirve para acceder a miembros de la clase heredada de la misma forma que this sirve para acceder a miembros de la propia clase. Su sintaxis es idéntica a la de this, esto es:
base.nombre_del_miembro
En el siguiente ejemplo declaramos una clase B que hereda A y que utiliza el método F() de A.
class B : A{
public void H()
{
base.F();
Console.WriteLine("soy H() de B");
}
}
Clases Abstractas
Las clases abstractas son clases que contienen algún método incompleto, esto es, que está definido pero no implementado. Por lo tanto, no se pueden instanciar y su único propósito es servir de clase base de las que se derivarán otras clases.
Las clases que heredan una clase abstracta deben implementar los métodos incompletos. Las clases abstractas se declaran con la palabra reservada abstract
using System;
abstract class A{
public void F(); //metodo no implementado
}
class B : A{
//error en tiempo de compilación, B tiene que definir un método F()
}
Miembros virtual
Métodos, propiedades e indexadores pueden ser virtual, lo que significa que su implementación puede ser sobreescrita en clases derivadas. El ejemplo
using System;
class A {
public virtual void F()
{
Console.WriteLine("A.F");
}
}
class B: A {
public override void F()
{
base.F();
Console.WriteLine("B.F");
}
}
class Test {
public static void Main()
{
B b = new B();
b.F();
A a = b;
a.F();
}
}
muestra una clase A con un método virtual F, y una clase B que sobreescribe F. El método sobreescrito en B contiene una llamada, base.F(), el cual llama al método sobreescrito en A.
Problemas propuestos
Por escribir. Puedes colaborar escribiendo estos problemas.
Este código me pareció interesante de compartir, una modesta recreación del efecto matrix, escrita en C#.
using System;
namespace m7tr1x
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Console.Title = "tH3 M7tr1x 3ff3<t";
Console.ForegroundColor = ConsoleColor.DarkGreen;
Console.WindowLeft = Console.WindowTop = 0;
Console.WindowHeight = Console.BufferHeight = Console.LargestWindowHeight;
Console.WindowWidth = Console.BufferWidth = Console.LargestWindowWidth;
Console.WriteLine("H1T 7NY K3Y T0 C0NT1NU3 =/");
Console.ReadKey();
Console.CursorVisible = false;
int width, height;
int[] y;
int[] l;
Initialize(out width, out height, out y, out l);
int ms;
while (true)
{
DateTime t1 = DateTime.Now;
MatrixStep(width, height, y, l);
ms = 10 - (int)((TimeSpan)(DateTime.Now - t1)).TotalMilliseconds;
if (ms> 0)
System.Threading.Thread.Sleep(ms);
if (Console.KeyAvailable)
if (Console.ReadKey().Key == ConsoleKey.F5)
Initialize(out width, out height, out y, out l);
}
}
static bool thistime = false;
private static void MatrixStep(int width, int height, int[] y, int[] l)
{
int x;
thistime = !thistime;
for (x = 0; x <width; ++x)
{
if (x % 11 == 10)
{
if (!thistime)
continue;
Console.ForegroundColor = ConsoleColor.White;
}
else
{
Console.ForegroundColor = ConsoleColor.DarkGreen;
Console.SetCursorPosition(x, inBoxY(y[x] - 2 - (l[x] / 40 * 2), height));
Console.Write(R);
Console.ForegroundColor = ConsoleColor.Green;
}
Console.SetCursorPosition(x, y[x]);
Console.Write(R);
y[x] = inBoxY(y[x] + 1, height);
Console.SetCursorPosition(x, inBoxY(y[x] - l[x], height));
Console.Write(' ');
}
}
private static void Initialize(out int width, out int height, out int[] y, out int[] l)
{
int h1;
int h2 = (h1 = (height = Console.WindowHeight) / 2) / 2;
width = Console.WindowWidth - 1;
y = new int[width];
l = new int[width];
int x;
Console.Clear();
for (x = 0; x <width; ++x)
{
y[x] = r.Next(height);
l[x] = r.Next(h2 * ((x % 11 != 10) ? 2 : 1), h1 * ((x % 11 != 10) ? 2 : 1));
}
}
static Random r = new Random();
static char R
{
get
{
int t = r.Next(10);
if (t <= 2)
return (char)('0' + r.Next(10));
else if (t <= 4)
return (char)('a' + r.Next(27));
else if (t <= 6)
return (char)('A' + r.Next(27));
else
return (char)(r.Next(32, 255));
}
}
public static int inBoxY(int n, int height)
{
n = n % height;
if (n <0)
return n + height;
else
return n;
}
}
}
El programa anterior de Matrix es muy interesante, pero no tiene que ver con este capítulo de Herencia y Polimorfismo
Capítulo 7
Sobrecarga de operadores
¿Qué es la sobrecarga de operadores?
La sobrecarga de operadores es la capacidad para transformar los operadores de un lenguaje como por ejemplo el +, -, etc, cuando se dice transformar se refiere a que los operandos que entran en juego no tienen que ser los que admite el lenguaje por defecto. Mediante esta técnica podemos sumar dos objetos creados por nosotros o un objeto y un entero, en vez de limitarnos a sumar números enteros o reales, por ejemplo.
La sobrecarga de operadores ya era posible en c++ y en otros lenguajes, pero sorprendentemente java no lo incorpora, así que podemos decir que esta característica es una ventaja de c# respecto a java, aunque mucha gente, esta posibilidad, no lo considera una ventaja porque complica el código.
A la hora de hablar de operadores vamos a distinguir entre dos tipos, los unarios y los binarios. Los unarios son aquellos que solo requieren un operando, por ejemplo a++, en este caso el operando es 'a' y el operador '++'. Los operadores binarios son aquellos que necesitan dos operadores, por ejemplo a+c , ahora el operador es '+' y los operandos 'a' y 'c'. Es importante esta distinción ya que la programación se hará de forma diferente.
Los operadores que podemos sobrecargar son los unarios, +, -, !, ~, ++, --; y los binarios +, -, *, /, %, &, |, ^, <<, >>. Es importante decir que los operadores de comparación, ==, !=, <, >, <=, >=, se pueden sobrecargar pero con la condición que siempre se sobrecargue el complementario, es decir, si sobrecargamos el == debemos sobrecargar el !=.
Sobrecargando operadores en la práctica
Para mostrar la sobrecarga vamos a usar el repetido ejemplo de los números complejos, ( aunque también valdría el de las coordenadas cartesianas ). Como se sabe, los números complejos tienen dos partes, la real y la imaginaria, cuando se suma dos números complejos su resultado es la suma de las dos partes, para ello se va a crear una clase llamada ComplexNum que contendrá ambas partes. Sin esta técnica no se podría sumar dos objetos de este tipo con este práctico método, ya que esta clase no es válida como operando de los operadores de c#.
Empecemos con el código de la clase de números complejos.
public class ComplexNum
{
private float img;
private float real;
// constructor de la clase
public ComplexNum(float real, float img)
{
this.real = real;
this.img = img;
}
// propiedad Real
public float Real{
get{
return real;
}
set{
real = value;
}
}
// propiedad Img
public float Img{
get{
return img;
}
set{
img = value;
}
}
// Sobrescribimos el miembro ToString heredado de Object
override public string ToString()
{
if ( img >= 0 )
return real + "+" + img +"i";
else
return real + "" + img + "i";
}
public static ComplexNum operator+(ComplexNum a, ComplexNum b)
{
return new ComplexNum(a.real + b.real, a.img + b.img);
}
}
En el ejemplo hemos puesto la clase, con un constructor , dos propiedades para obtener los datos privados de la clase y un método que nos transfoma el número complejo a una cadena de caracteres para que se pueda visualizar fácilmente. Finalmente hemos sobrecargado el operador '+', de forma que podremos sumar dos números complejos como si se tratara de números usuales.
Operadores binarios
Para empezar vamos a sobrecargar el operador suma('+') para que al sumar dos objetos de la clase ComplexNum, es decir dos números complejos obtengamos un número complejo que será la suma de ambas partes. Cabe destacar que los prototipos para sobrecargar operadores serán:
public static Operando operator+(Operando a, Operando b)
Este es el prototipo para el operador +, el resto de operadores binarios van a seguir el mismo patrón. Por tanto el código del método de sobrecarga será el siguiente:
public static ComplexNum operator+(ComplexNum a, ComplexNum b)
{
return new ComplexNum(a.Real + b.Real, a.Img + b.Img);
}
Este método sobrecarga el operador suma para que podamos sumar dos números complejos. Un dato a tener en cuenta es que los métodos que sobrecargan operadores deben ser static. Como se ve en el código los operandos son 'a' y 'b', que se reciben como parámetro y el resultado de la operación es otro número complejo que es el que retorna el método. Por tanto se limita a crear un nuevo número complejo con ambas partes operadas. De la misma forma podemos crear la sobrecarga del operador resta('-') para que lleve a cabo la misma función:
public static ComplexNum operator-(ComplexNum a, ComplexNum b)
{
return new ComplexNum(a.Real - b.Real, a.Img - b.Img);
}
Como vemos el método es idéntico solo que sustituyendo los + por -. En este caso el trabajo que hacemos dentro del método es trivial pero podría ser tan complejo como se quisiera.
Operadores Unarios
En esta sección se verá cómo sobrecargar los operadores unarios, es decir aquellos que toman un solo operando, como por ejemplo a++. El prototipo de los métodos que van a sobrecargar operadores unarios será:
public static Operando operator++(Operando a)
Como antes sustituyendo el ++ por cualquier operador unario. El ejemplo dentro de nuestra clase de números complejos sería:
public static ComplexNum operator++(ComplexNum a)
{
float auximg = a.Img;
float auxreal = a.Real;
return new ComplexNum(++auxreal, ++auximg);
}
A primera vista puede quedar la duda si estamos sobrecargando la operación ++a o a++. Este aspecto se encarga el compilador de resolverlo, es decir, se sobrecarga la operación ++ y el compilador se encarga de "sumar y asignar" o "asignar y sumar". Este problema no ocurría en C++, cosa que teníamos que manejar nosotros.
Como hemos dicho antes, la operación que hagamos dentro del método que sobrecarga el operador es totalmente libre, se puede poner el ejemplo de multiplicar dos matrices lo que es mas complejo que sumar dos números complejos.
Capítulo 8
Estructuras
La lista de similitudes entre clases y estructuras es larga: las estructuras pueden implementar interfaces, y pueden tener el mismo tipo de miembros que las clases. Sin embargo, las estructuras difieren de las clases en algunos puntos importantes: las estructuras son tipos por valor en lugar de tipos por referencia, y no permiten la herencia. Los valores de las estructuras quedan almacenados "en la pila" o "alineados". Los programadores cuidadosos pueden a veces mejorar el rendimiento mediante un uso meditado de las estructuras.
Por ejemplo, el uso de una estructura más bien que una clase para un Punto puede producir una gran diferencia en el número de asignaciones producidas en memoria en tiempo de ejecución. El siguiente programa crea e inicializa un arreglo de 100 puntos. Con Punto implementado como clase, 101 objetos separados son inicializados ( uno para el vector y uno para cada uno de los 100 elementos )
class Punto
{
public int x, y;
public Punto(int x, int y) {
this.x = x;
this.y = y;
}
}
class Test
{
static void Main() {
Punto[] Puntos = new Punto[100];
for (int i = 0; i < 100; i++)
{
Puntos[i] = new Punto(i, i*i);
}
}
}
Si Punto fuera implementado como una estructura, como en
struct Punto
{
public int x, y;
public Punto(int x, int y) {
this.x = x;
this.y = y;
}
}
únicamente un objeto es inicializado: el elemento del arreglo. Las instancias de Punto se almacenan de forma alineada en el arreglo. Esta optimización puede ser mal usada. Usar estructuras en lugar de clases también puede hacer que una aplicación funcione más lento o utilice más memoria, pues pasar una instancia de estructura por valor provoca que una copia de esa estructura sea creada.
Rendimiento
Como hemos dicho, la principal ventaja por la que se usan en determinadas circunstancias estructuras y no clases es que en circunstancias particulares éstas demuestran mucho mejor rendimiento.
Capítulo 9
Interfaces
Definición
Una Interfaz es una colección de miembros abstractos relacionados semánticamente. Una interfaz representa un comportamiento que una clase dada puede soportar.
El número de miembros de una interfaz dependen del comportamiento que queramos soportar, por ejemplo todos los objetos que sean móviles podrían querer soportar los métodos acelerar y frenar.
Según la interfaz de C# una interfaz sería:
public interface IMovil
{
bool Acelerar(int n);
bool Frenar(int n);
}
También podríamos declarar dentro de la interfaz una propiedad que nos permita leer y/o escribir la velocidad que queremos que tome nuestro objeto.
public interface IMovil
{
bool Velocidad{get; set;}
}
Dado que una interfaz es una colección de miembros abstractos cualquier clase o estructura que quiera implementar una interfaz está obligada a implementar cada uno de los métodos que se declaran en la interfaz. De esta forma se consigue un cierto tipo de polimorfismo ya que si varias clases implementan la misma estructura tenemos la posibilidad de tratar con todas ellas de la misma forma.
Seguramente alguien se preguntara por que usar interfaces pudiendo usar una clase base abstracta definiendo los métodos anteriores como abstractos, la primera razón es simplicidad, una clase base abstracta suele hacer más que definir una colección de métodos, es capaz de definir métodos públicos, privados, protegidos y también metodos concretos (estáticos) a los que pueden acceder todas las clases que deriven de ella mientras que una interfaz se limita a definir una colección de métodos sin ninguna implementación. La segunda razón es que C# solamente soporta herencia simple, pero sin embargo podemos hacer que una clase implemente múltiples interfaces.
He aquí como haríamos para heredar de una clase base e implementar una interfaz, teniendo en cuenta que VehiculoDeMotor será nuestra clase base e IMovil nuestra interfaz.
public class CocheDeportivo : VehiculoDeMotor, IMovil
{
//Implementación de los métodos abstractos de vehículo
bool Acelerar(int n)
{
//implementación de Acelerar
}
bool Frenar(int n)
{
//implementación de Frenar
}
}
Hay que tener en cuenta que siempre hay que poner la clase base antes de las interfaces.
Ahora nuestra clase CocheDeportivo así como cualquier otra clase que implemente IMovil podra acelerar y frenar, hay que tener en cuenta que si implementamos IMovil tendremos que implementar absolutamente todos sus métodos.
Obteniendo Referencias a la Interfaz
Si hemos creado la clase CocheDeportivo podemos querer saber si éste soporta el comportamiento de IMovil de modo que podemos hacer un cast explícito:
CocheDeportivo coche1 = new CocheDeportivo(); IMovil movil = (IMovil) coche1; movil.Acelerar(30);
En caso de que nuestro objeto implemente la interfaz podríamos operar sobre él con todos los métodos de la misma, pero en caso de que no la soporte tendríamos un error en tiempo de ejecución, con lo cual la forma correcta de hacerlo es:
CocheDeportivo coche1 = new CocheDeportivo();
try{
IMovil movil = (IMovil) coche1;
movil.Acelerar(30);
}
catch(InvalidCastException e){
//gestión del error
}
Otra forma de hacerlo sin tener que recurrir a la gestión de excepciones sería utilizando la palabra reservada as de C#:
CocheDeportivo coche1 = new CocheDeportivo();
IMovil movil;
movil = coche1 as IMovil;
if (movil != null)
movil.Frenar(10);
else
//otro tratamiento
La palabra reservada as pone la variable de tipo interfaz a null si la interfaz dada no está soportada por el objeto.
Por último también podemos usar la palabra reservada is de C# para descubrir si un objeto implementa o no una interfaz:
CocheDeportivo coche1 = new CocheDeportivo();
if (coche1 is IMovil)
coche1.Acelerar(10);
else
//otra gestión
Pasar interfaces como parámetros
Las interfaces son tipos de datos fuertemente tipados (valga la redundancia) de modo que se pueden pasar como parámetros a métodos y se pueden usar también como valores de retorno.
Hemos creado la interfaz IGiro de la siguiente manera:
public interface IGiro
{
void GirarDerecha(int grados);
void GirarIzquierda(int grados);
}
Y queremos que nuestro coche deportivo pueda girar a izquierda y derecha:
public class CocheDeportivo : VehiculoDeMotor, IMovil, IGiro
{
//Implementación de los métodos abstractos de vehículo
bool Acelerar(int n)
{
//Implementación de Acelerar
}
bool Frenar(int n)
{
//Implementación de frenar
}
void GirarDerecha(int grados)
{
//Implementación de GirarDerecha
}
void GirarIzquierda(int grados)
{
//Implementación de GirarIzquierda
}
}
Como hemos visto para soportar otra interfaz simplemente la añadimos al final después de una ",".
Ahora supongamos que queremos hacer un método que nos provea de utilidades para el giro por ejemplo hacer trompos, le podríamos pasar una interfaz IGiro de la siguiente forma
public class UtilsGiro
{
public static void Trompo(IGiro giro)
{
giro.GirarIzquierda(360);
}
}
Implementación Explícita de una Interfaz
Siguiendo con nuestro ejemplo de los coches definimos una nuevas interfaces:
public interface IAltaVelocidad
{
void Turbo(bool activar);
//resto de metodods
}
Como se puede ver nuestra interfaz implementa un método Turbo. ¿Qué pasaría si una clase heredase a su vez de la clase Formula Uno que también implemente el método void Turbo (bool)? Bueno vamos a verlo:
public class Campeon : Formula1, IAltaVelocidad
{
public override void Turbo(bool activar)
{
//gestion del turbo
}
}
Esto en un principio sería correcto pero qué pasa si hacemos lo siguiente:
Campeon miCampeon = new Campeon(); miCampeon.Turbo(true); IAltaVelocidad iav = (IAltaVelocidad) miCampeon; iav.Turbo(true);
Ambas veces se llamaría al mismo método, el definido en la clase Formula1, pero como haríamos si quisiéramos tener dos Turbos diferentes? la respuesta es hacer que los métodos definidos en la interfaz sean sólo accesibles desde una referencia a la interfaz, esto es lo que se llama implementación explícita de una interface.
public class Campeon : Formula1, IAltaVelocidad
{
public override void Turbo(bool activar)
{
//gestión del turbo
}
void IAltaVelocidad.Turbo(bool activar)
{
//gestión del turbo
}
}
El segundo método sólo podrá ser llamado si usamos una referencia de tipo IAltaVelocidad mientras que el primero podrá ser llamado usando una referencia a Campeon o a Formula1 (su clase base).
Existen algunas reglas extra al hacer esto, por ejemplo no podemos usar modificadores de accesibilidad (public, private, protected) ya que si intentamos que sólo se pueda acceder al método desde una referencia a la interfaz hacerlo sería contraproducente.
También hay que tener en cuenta que pueden haber colisiones de nombres entre clases base e interfaces y entre interfaces entre sí, técnicamente no existe ninguna diferencia y todas pueden ser tratadas como hemos explicado arriba.
Jerarquías de interfaces
Las interfaces pueden servir de base para otras interfaces al igual que las clases, e igual que en éstas la idea es que vayamos de lo general a lo particular.
Por ejemplo:
interface IVehiculo
{
void Acelerar();
void Frenar();
}
interface IVehiculoGasolina : IVehiculo
{
void CambiarVelocidadInyeccion(int velocidad);
}
interface IVehiculo4x4: IVehiculoGasolina
{
void Activar4x4(bool activar);
}
Al implementar una de estas interfaces en nuestra clase tenemos que implementar todos los métodos de esta interfaz y de sus ancestros.
public class CocheDeJuguete : IVehiculo
{
void IVehiculo.Acelerar(int n)
{
//Gestión del acelerado
}
void IVehiculo.Frenar(int n)
{
//Gestión del frenado
}
}
public class CocheNormal:IVehiculoGasolina
{
void IVehiculo.Acelerar(int n)
{
//Gestión del acelerado
}
void IVehiculo.Frenar(int n)
{
//Gestión del frenado
}
void IVehiculoGasolina.CambiarVelocidadInyeccion(int velocidad)
{
//Gestión de la inyeccion
}
}
public class TodoTerreno:IVehiculo4x4
{
void IVehiculo.Acelerar(int n)
{
//Gestión del acelerado
}
void IVehiculo.Frenar(int n)
{
//Gestión del frenado
}
void IVehiculoGasolina.CambiarVelocidadInyeccion(int velocidad)
{
//Gestión de la inyeccion
}
void IVehiculo4x4.Activar4x4(bool activar)
{
//Gestión de 4x4
}
}
Y lógicamente las llamadas a los métodos serían:
TodoTerreno miTodoTerreno = new TodoTerreno(); ((IVehiculo4x4)miTodoTerreno).Acelerar(20); ((IVehiculo4x4)miTodoTerreno).Frenar(20); ((IVehiculo4x4)miTodoTerreno).CambiarVelocidadInyeccion(1000); ((IVehiculo4x4)miTodoTerreno).Activar4x4(true);
Capítulo 10
Estructuras de datos
Hay varias formas de agrupar conjuntos de datos en C#.
Enumeraciones
La palabra clave enum se utiliza para declarar una enumeración, un tipo que consiste en un conjunto de constantes con el nombre de lista de enumeradores. Cada tipo de enumeración tiene un tipo subyacente, pudiendo estos ser cualquier tipo integral menos char. El tipo predeterminado de los elementos de la enumeración es int. Por defecto el primer enumerador tiene el valor 0 y el valor sucesivo se incrementa en 1. Ejemplo:
public enum Dias
{
Domingo,
Lunes,
Martes,
Miercoles,
Jueves,
Viernes,
Sabado
}
En esta enumeración Domingo es 0, Lunes es 1 y así sucesivamente. Los enumeradores pueden tener inicializadores reemplazando estos a los valores predeterminados, por ejemplo:
public enum Dias
{
Domingo = 1,
Lunes,
Martes,
Miercoles,
Jueves,
Viernes,
Sabado
}
En este caso obligamos a la enumeración a comenzar desde 1 en lugar de 0.
Dijimos que el tipo subyacente de las enumeraciones es int, sin embargo se necesita una conversión explícita para pasar un valor enum a un valor int, así:
int x = (int)Dias.Lunes;
En este caso el resultado sería que x valdría 2.
Estructuras
Capítulo 11
Capítulo 12
Manejo de excepciones
C# proporciona soporte integrado para el manejo de excepciones o decir situaciones anormales de funcionamiento, las cuales pueden ocurrir en cualquier momento durante la ejecución del programa y son manejadas por el código que se encuentra fuera del flujo normal de control.
Todo esto gracias a las instrucciones clave try, throw, catch y finally. C# proporciona una solución estructurada tanto a nivel del sistema como de aplicación. A pesar de que es muy similar a C++ en cuanto al manejo de excepciones existen varias diferencias, entre ellas que cada excepción está representada por una instancia de un tipo de clase derivado de System.Exception. En realidad es algo bastante simple:
try
{
//haz esto...
//si i = 0 throw una excepción
}
catch
{
//si falló haz esto...
}
finally
{
//haya fallado o no, haz esto...
}
Como se puede apreciar el manejo de excepciones es bastante sencillo y fácil de entender aunque no tengamos mucha experiencia programando, todo aquello que se puso entre las {} del try es un segmento de código en el que puede o no generarse un error en tiempo de ejecución(excepción), en caso de que haya habido un funcionamiento anómalo en el programa (excepción), la ejecución del código entra en el segmento de código catch y ejecuta el bloque de instrucciones que hemos definido para manejar ese error, finalmente el flujo del programa, haya o no habido excepción, entra en finally; aquí podemos poner rutinas para marcar los objetos que ya no se utilizarán de manera que el recolector de basura pueda liberar la memoria que dichos objetos ocupaban, rutinas que guarden un log de la aplicación para llevar un control de ¿cuántas veces ha fallado?, ¿por qué falló?, etc., todo bloque try puede tener uno o más catch para tratar cada una de las posibles excepciones, pero la flexibilidad de C# va más allá de eso, ya que nos permite lanzar nuestras propias excepciones, por ejemplo si un método no recibe un valor que debe recibir o recibe un valor que no puede procesar podemos lanzar nuestra propia excepción. Ejemplo:
using System;
public class ManejoExcepciones
{
public static void Main()
{
try //Le hacemos saber que puede ocurrir un error
{
string s=null; //Declaramos un string y lo dejamos vacío
if (s == null) //Si el string esta vacío
throw(new ExcepcionCadenaVacia()); //Lanzamos un error personalizado
Console.WriteLine("Esto nunca se imprime"); //Si hay error el código sale de la ejecución normal
//es por eso que esta parte nunca se ejecuta
}
catch( ExcepcionCadenaVacia e ) //Atrapamos nuestro error
{
Console.WriteLine("La cadena esta vacía"); //Manejamos el error
}
finally
{
Console.WriteLine("Esto siempre se imprime"); //Esto siempre se ejecutará
}
}
}
Capítulo 13
Delegación y Eventos
Programando con delegados
Otra cuestión a tener en cuenta cuando programemos con delegados, es que éstos no tienen en cuenta la visibilidad de los métodos. Esto permite llamar a métodos privados desde otros si ambos tienen acceso al delegado. Es decir, imaginemos que una clase guarda en un delegado referencia a uno de sus métodos privados. Si desde otra clase que tenga acceso al delegado (pero no al método privado) se convoca a éste, se ejecutará ese método. En verdad no se está violando la privacidad del método, porque no es la clase quien lo convoca, sino el delegado, que sí tiene acceso al mismo.
Llamadas a múltiples métodos
Hasta el momento hemos visto como hacer que un delegado guarde referencia de un sólo método. Sin embargo, existe una clase, System.MulticastDelegate, que deriva de System.Delegate, que se diferencia de esta última en que puede tener múltiples métodos en su lista de invocaciones. Al usar la palabra clave "delegate" se están usando estas clases de forma interna, sin tener que hacer referencia a ellas en el código.
Para poder hacer esto usaremos los operadores sobrecargados '+=' y '-=' que, respectivamente, añaden o eliminan a un método de la lista de invocaciones de un delegado.
Para intentar asimilar esto mejor, veámoslo con un ejemplo más completo.
Ejemplo de uso de delegados
using System;
// Define el tipo delegado
delegate void MiDelegado (string cadena);
class Ejemplo {
public static MiDelegado delegado;
public static void Main () {
// Crea una un objeto delegado y le asigna un método.
delegado = new MiDelegado (ClaseA.MetodoEstatico);
ClaseA A = new ClaseA();
delegado += new MiDelegado (A.MetodoPublico);
ClaseB B = new ClaseB(); // El constructor inserta MetodoPrivado
// delegado += new MiDelegado (B.MetodoNoValido); // Excepción
// el método no cumple con la definición del tipo delegado
delegado ("Hola mundo");
}
}
class ClaseA {
public static void MetodoEstatico (string cad) {
Console.WriteLine ("ClaseA.MetodoEstatico ha sido llamado: {0}", cad);
}
public void MetodoPublico (string cad) {
Console.WriteLine ("ClaseA.MetodoPublico ha sido llamado: {0}", cad);
}
}
class ClaseB {
void MetodoPrivado (string cad) {
Console.WriteLine ("ClaseB.MetodoPrivado ha sido llamado: {0}", cad);
}
public void MetodoNoValido (int entero) {
Console.WriteLine ("ClaseB.MetodoNoValido ha sido llamado: {0}", entero);
}
public ClaseB () {
Ejemplo.delegado += new MiDelegado (MetodoPrivado);
}
}
Podemos ver que, en este caso, nuestro delegado sólo manipula métodos que no devuelvan nada y que reciban como único parámetro una cadena. Si observamos los métodos que componen ClaseA y ClaseB, el denominado MetodoNoValido no concuerda con la definición de nuestro delegado, ya que recibe un entero y no una cadena. Eso implica que no vamos a poder llamarlo desde ninguna instancia del delegado que hemos declarado. Sin embargo, con las otras no tendremos ningún problema.
Bien, observemos paso a paso lo que hace el programa. Fijemos nuestra atención en el método principal (Main). Primero insertamos un método estático. Como sabemos, para llamar a un método de este tipo, se hace a partir del nombre de la clase y no de una instancia. Bien, hasta aquí nada que no hayamos visto ya, pero ahora insertemos un segundo módulo en el delegado.
Como hemos dicho, hemos usado el operador '+=' para incluir otro método más en nuestro delegado, en este caso MetodoPublico. Si usaramos de nuevo el operador '=', borraríamos la antigua lista de invocaciones y crearíamos una nueva con sólo una función referenciada. Ahora tenemos dos métodos en la lista de invocaciones de nuestro delegado. Por último, creamos una instancia de ClaseB, la cual en su constructor incluye una referencia más al delegado, en este caso a MetodoPrivado.
Si ahora compilamos y ejecutamos este código, obtendremos esto:
ClaseA.MetodoEstatico ha sido llamado: Hola mundo
ClaseA.MetodoPublico ha sido llamado: Hola mundo
ClaseB.MetodoPrivado ha sido llamado: Hola mundo
Como vemos, aunque hemos convocado al delegado desde la clase Ejemplo, que no tiene acceso a MetodoPrivado, éste ha sido ejecutado. Como explicamos, esto es así porque realmente quien lo está haciendo es el delegado y no el método Main.
Por último, una cuestión más. Hasta el momento hemos visto a delegados que gestionan miembros que no devuelven ningún valor. Pero, ¿qué ocurre cuando los devuelven? En este caso, la ejecución del delegado no devuelve todos esos valores, sólo el que retorne el último método de su lista de invocación.
Capítulo 14
Capítulo 15
Capítulo 16
Capítulo 17
Programando aplicaciones WEB con ASP.NET usando C#
.NET provee un rica infraestructura para diseñar no solamente programas de escritorio sino también páginas y aplicaciones Web usando la tecnología llamada ASP.NET. Como hemos dicho anteriormente, el lenguage de programación C# fue diseñado precisamente pensando en el Internet; debido a esto, C# es el lenguage de preferencia para programar éstas aplicaciones. Por supuesto que también usaremos en conjunto con C# los lenguajes tradicionales para el Web como son el HTML, XML y Javascript para enriquecer nuestras aplicaciones. Con estas tecnologías a nuestro alcance podremos crear lo que necesitemos de una manera rápida y sencilla. ASP.NET es la más avanzada tecnología para crear aplicaciones y páginas Web sobrepasando a tecnologías populares como PHP o JSP en varios aspectos como rapidez, sencillez, seguridad e incluso costo (ya que existe el proyecto MONO www.mono-project.com que proporciona una versión de ASP.NET [incluyendo un servidor] de forma gratuita). Cuando Microsoft lanzó al mercado dicha tecnología, fue acogida rápidamente debido a su facilidad de uso y a su poder. Ésta tecnología alivia inmensamente al programador de tener que crear código desde cero. ASP.NET cuenta con una inmensa colección de herramientas tanto controles como clases y funciones para crear aplicaciones rápidamente. Se dice que por lo general ASP.NET le ahorra al programador crear de 50% a 70% del código que se necesita ya que viene actualmente incorporado y listo para usarse. ASP.NET 2.0 es la nueva versión de ASP.NET, a decir verdad no incluye grande cambios sobre la versión 1.1 pero si se ha puesto énfasis en crear más controles, se han reorganizado y optimizado algunas funciones haciendo que ASP.NET sea más seguro, flexible y robusto. En este capítulo aprenderemos como utilizar para nuestro beneficio ésta gran tecnología.
- Introducción a ASP.NET 2.0
- El modelo de programación de ASP.NET
- Creando aplicaciones usando Visual Studio 2005 y MonoDevelop 0.11
- Lo básico de una página
- Controles
- Creando y depurando páginas
- Accediendo y manipulando información
- Contenedores de Datos
- Enlazando datos
- Usando controles para desplegar información
- Creando páginas altamante interactivas usando AJAX
- Temas avanzados
- El futuro de ASP.NET, Silverlight y aplicaciones para el Web usando WPF
Capítulo 18
Capítulo 19
XML
Cuando Microsoft lanzó las primeras versiones de su plataforma .NET, nos sorprendió a todos por su apuesta por los estándares, lo cual contrastaba claramente con prácticas anteriores.
El estándar más importante adoptado en la plataforma .NET es sin duda XML (eXtensible Markup Language, Lenguaje Extensible de Marcas). XML es una tecnología tan integrada en .NET, que la propia plataforma utiliza XML internamente para sus archivos de configuración y para su propia documentación. XML es, por lo tanto, una tecnología con una importancia fundamental en .NET.
Conceptos básicos de XML
XML es un lenguaje para estructurar datos. Sirve, por ejemplo, para almacenar en un archivo de texto una hoja de cálculo, una libreta de direcciones o un dibujo vectorial. XML hace mucho más fácil al ordenador el proceso de generar datos, leer los datos y asegurarse de que la estructura de los datos no es ambigua. A su vez, contiene características que aseguran su validez durante mucho tiempo: es ampliable, independiente de plataforma, no pertenece a ninguna firma concreta de software y soporta internacionalización.
El aspecto de un archivo XML es muy similar al de un archivo HTML, con texto encerrado entre etiquetas. Las etiquetas no son más que palabras rodeadas por < y >. El siguiente podría ser un ejemplo de archivo XML que describe a la persona que escribe éste tutorial.
<?xml version="1.0"?>
<persona>
<nombre>Fabian</nombre>
<apellido>Seoane</apellido>
<organizacion>Mono Hispano</organizacion>
<pagina>http://fseoane.net</pagina>
</persona>
La diferencia fundamental con HTML es que XML no tiene etiquetas predefinidas, sino que éstas dependen de la implementación. Por ejemplo, en el archivo que acabamos de ver, las etiquetas disponibles podrían ser persona, nombre, apellido, ..., mientras que en un archivo XML que describa una librería, las etiquetas podrían ser ensamblado, clase, método, etc.
Todo ésto podría parecer un lío increíble si no se dispusiera de un mecanismo para traducir entre los diversos formatos XML, por ejemplo, entre el archivo persona y un archivo HTML que muestra la información sobre la persona. Por fortuna, esto existe, se llaman hojas XSL y la librería de clases dispone de métodos para transformar entre XML a partir de hojas XSL.
Si quieres saber más sobre XML te sugiero que mires las siguientes páginas: http://w3.org/XML/, http://xml.com
XML en .Net
A lo largo de este capítulo utilizaremos de forma extensiva el espacio de nombres System.Xml. Los estándares cubiertos por este espacio de nombres son:
- XML 1.0 - http://www.w3.org/TR/1998/REC-xml-19980210 - includyendo soporte para DTDs.
- XML Namespaces - http://www.w3.org/TR/REC-xml-names/ - tanto stream level como DOM.
- XSD Schemas - http://www.w3.org/2001/XMLSchema
- XPath expressions - http://www.w3.org/TR/xpath
- XSLT transformations - http://www.w3.org/TR/xslt
- DOM Level 1 Core - http://www.w3.org/TR/REC-DOM-Level-1/
- DOM Level 2 Core - http://www.w3.org/TR/DOM-Level-2/
Escribir un archivo XML
Comenzaremos por escribir un sencillo archivo XML. En éste caso será el ejemplo que acabamos de utilizar.
El código siguiente crea un documento llamado ejemplo.xml con un documento xml como el del ejemplo anterior.
using System;
using System.Xml;
class EjemploXml{
public static void Main()
{
XmlTextWriter writer = new XmlTextWriter("ejemplo.xml",
System.Text.Encoding.UTF8);
//Usa indentación por legibilidad
writer.Formatting = Formatting.Indented;
//Escribe la declaración del XML
writer.WriteStartDocument();
//Escribe el elemento raiz
writer.WriteStartElement("libro");
//Escribe los elementos dentro de sus etiquetas
writer.WriteElementString("titulo", "El lenguaje C#");
writer.WriteElementString("dificultad", "media");
writer.WriteElementString("organizacion", "Mono Hispano - wikilibros");
writer.WriteEndElement();
writer.Flush();
writer.Close();
}
}
El cual creará un archivo ejemplo.xml con el siguiente aspecto:
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <libro> <titulo>El lenguaje C#</titulo> <dificultad>media</dificultad> <organizacion>Mono Hispano - wikilibros</organizacion> </libro>
Capítulo 20
Capítulo 21
Capítulo 22
Programando en Redes
En la actualidad, existe la tendencia cada vez mas firme, de que en algún momento un programa requiera obtener datos y/o realizar acciones a través de una red local o incluso Internet.
Un ejemplo simple, puede ser un simple widget, que accede a un sitio web para brindarnos la cotización de la moneda, la temperatura actual en nuestra ciudad e incluso el pronóstico meteorológico para los proxmos días.
Obtener esta información, requiere establecer una conexión a un sitio determinado, acceder a un servicio determinado y traer esa información a nuestro computador.
Veremos algunos conceptos fundamentales sobre redes, para luego mencionar como un programa hace uso de esos elementos y en particular se explicará como realizarlo con C#.
Continuar explicando los conceptos del modelo OSI de 7 capas, situarnos en la capa de aplicación. Explicar el concepto de dirección y puertos. Mostrar como una conexión se establece hacia una dirección y puerto determinado. Mencionar los puertos estándares: 80=HTTP, 21=FTP, etc.
Capítulo 23
Capítulo 24
Capítulo 25
Capítulo 26
Utilizando Bases de Datos
Por lo general tendremos que acceder a bases de datos tanto locales como remotas, por eso .NET define distintos tipos que nos ayudan en esta tarea, estos namespaces se conocen como ADO.NET que no es mas que una mejora del tradicional ADO.
Diferencias entre ADO y ADO.NET
ADO.NET además de ser una mejora de ADO intenta implementar un nuevo paradigma para el desarrollo de sistemas desconectados sobre todo centrándose en el desarrollo de lo que en inglés se llama aplicaciones N-Tier (aplicaciones en n capas) estas son generalmente aplicaciones web que actualmente están en expansión.
Una de las nuevas criaturas de ADO.NET es el DataSet que representa un conjunto de tablas y relaciones de manera desconectada de la fuente de datos de modo que podamos interactuar con los datos, modificarlos y devolverlos a la fuente primaria usando el ya conocido data adapter.
Otra de las grandes características añadidas es el soporte completo para XML, los datos usan internamente esta representación para moverse entre las capas de aplicación a traves de HTTP por ejemplo.
Finalmente nos queda por destacar que ADO.NET es una librería manejada (managed library) lo que hace que su uso sea exactamente igual en cualquiera de los lenguajes soportados por .NET.
ADO.NET a grandes rasgos
Los tipos que componen ADO.NET tienen por objetivo obtener datos de la base de datos rellenar un DataSet, manipular dicho elemento y devolver los datos manipulados a la base de datos, con la particularidad de que dentro del DataSet podemos tener la representación de tablas y relaciones entre ellas hasta llegar a tener una representación completa de toda una base de datos.
Para poder trabajar correctamente con un DataSet están definidas dentro del namespace System.Data algunas interfaces como son IDbCommand, IDbDataAdapter, IDbConnection y IDataReader.
Hay dos proveedores que vienen con .Net predeterminados SQL que permite acceder a SQL Server 7.0 o superior y OleDb que permite acceder a cualquier base de datos que soporte OLE DB, también es común encontrarnos con proveedores para bases de datos Oracle por ejemplo.
Capítulo 27
Capítulo 28
Manejo de puertos con Mono y C#
Introducción
El objetivo de este capitulo es mostrar como usar la implementación de System.IO.Ports, que hace posible leer y escribir en un puerto serie (RS-232) con Mono.
Limitaciones
En este momento existen una serie de limitaciones a tomar en cuenta.
1) No hay un evento que notifique la recepción de datos. Si deseas recibir información, hay que establecer un tiempo de espera (timeout) y observar si se reciben datos con ReadByte() cuando consideres que debe estar enviando información. 2) Debe leerse los datos en un vector de bytes (byte[]) ya que no hay soporte para vectores de caracteres (char[]) o strings, por lo que se debe traducir los bytes recibidos al encodig deseado. 3) Las funciones DiscardNull, ParityReplace, ReceivedBytesThreshold no están implementadas.
Código de ejemplo
Este codigo puede usarse para probar una conexión via un MODEM serial conectado al puerto /dev/ttyS0
using System;
using System.IO.Ports;
public class SerialPortTest
{
public static void Main(string[] args)
{
SerialPortTest myTest = new SerialPortTest();
myTest.Test();
}
private SerialPort mySerial;
// Constructor
public SerialPortTest()
{
}
public void Test()
{
if (mySerial != null)
if (mySerial.IsOpen)
mySerial.Close();
mySerial = new SerialPort("/dev/ttyS0", 38400);
mySerial.Open();
mySerial.ReadTimeout = 400;
SendData("ATI3\r");
// Should output some information about your modem firmware
Console.WriteLine(ReadData());
}
public string ReadData()
{
byte tmpByte;
string rxString = "";
tmpByte = (byte) mySerial.ReadByte();
while (tmpByte != 255) {
rxString += ((char) tmpByte);
tmpByte = (byte) mySerial.ReadByte();
}
return rxString;
}
public bool SendData(string Data)
{
mySerial.Write(Data);
return true;
}
}
Grabe este programa en un archivo con extensión .cs (por ejemplo SerialExample.cs).
Entonces compílelo con la siguiente instrucción:
gmcs SerialExample.cs
Nota. Es importante que use gmcs en lugar mcs
Y puede ejecutar el resultado de la siguiente manera:
mono SerialExample.exe
Suponiendo que esté conectado un MODEM serial, el programa deberá registrar la siguiente salida:
$ mono SerialExample.exe Sportster 14,400/FAX RS Rev. 1.5 OK
Ahora puede acceder su dispositivo serie en Linux desarrollando con Mono
Puntos a considerar
Un punto clave a tener en cuenta es que el usuario que ejecute la aplicación debe de tener permisos sobre el fichero del controlador del puerto, esto se verifica ejecutando la siguiente instrucción dentro de la consola.
ls -l /dev/ttyS0
Donde /dev/ttyS0 es el puerto con el que quieres establecer comunicación (no hay que perder de vista que en Linux los puertos son tratados como archivos)
El resultado del comando será una lista de los permisos sobre el puerto, por ejemplo
$ ls -l /dev/ttyS0 crw-rw---- 1 root dialout 4, 64 2007-05-25 10:28 /dev/ttyS0
Donde las letras tienen los siguientes significados:
c - Dispositivo de caracteres (tty o impresora) r - Permiso de lectura w - Permiso de escritura
Esta es la estructura de los permisos
-rw- rw- r-- |||| ||| |||-----------> Acceso para alguien que no es dueño (other) |||| ||| ----------------> Acceso para miembros del grupo (group) |||| ----------------------> Acceso para el dueño (user) |-------------------------> Tipo de archivo (archivo, directorio, dispositivo, etc)
Si el usuario no tiene permisos se lanza una excepción IOException, por lo que es importante validar los permisos asignados con el usuario que se ejecuta la aplicación.
Links relacionados
Aquí hay unos links que podrían ser de utilidad. .NET Serial Port Library (http://sourceforge.net/projects/serialportnet/) Este proyecto tiene como objetivo implementar el namespace System.IO.Ports por completo para el framework 1.1 de .NET.
Capítulo 29
Sockets
Introducción a los Sockets
Los sockets dotan a las aplicaciones la capacidad de comunicación en red.
Sincrónico y Asincrónico
Clase Socket
using System.Net.Sockets;
Servidor
Cliente