Visual C# Express יסודות מדעי המחשב 1 מהדורת עיצוב תשס"ו 2006 כתבה: יעל בילצ'יק (סופרין)

Size: px

Start display at page:

Download "Visual C# Express יסודות מדעי המחשב 1 מהדורת עיצוב תשס"ו 2006 כתבה: יעל בילצ'יק (סופרין)"

Paula Alisha Mason
5 years ago
Views:

1 יסודות 1 מדריך מעבדה לסביבת העבודה Visual C# Express כתבה: יעל בילצ'יק (סופרין) מהדורת עיצוב תשס"ו 2006 אוניברסיטת תל-אביב החוג להוראת המדעים מטה מל"מ המרכז הישראלי להוראת המדעים ע"ש עמוס דה-שליט משרד החינוך האגף לתכנון ולפיתוח תכניות לימודים

2 אין לשכפל, להעתיק, לצלם, לתרגם או לאחסן במאגר מידע כל חלק שהוא מחומר הלימוד של ספר זה. שימוש מסחרי מכל סוג שהוא בחומר הכלול בספר זה אסור בהחלט, אלא ברשות מפורשת בכתב מהגורמים המפורטים להלן. כל הזכויות שמורות אוניברסיטת תל-אביב ומשרד החינוך

3 תוכן העניינים פתיחת סביבת העבודה... יצירת פרויקט... חלונות סביבת העבודה... כתיבת תוכנית ראשונה... הידור תוכנית... הרצת תוכנית... שמירת תוכנית... יצירת פרויקט נוסף... הקלדת קלט... ניפוי שגיאות... עבודה מתקדמת עם מנפה השגיאות... טבלת מקשי קיצור שימושיים לפעולות בסביבת העבודה:...

סביבת העבודה Visual #C Express מאפשרת לנו לכתוב תוכניות בשפת #C, החל מתוכניות פשוטות למדי בעלות שורות קוד בודדות, ועד מערכות מסחריות מורכבות בעלות אלפי שורות קוד.

פתיחת סביבת העבודה, Edition כדי לפתוח את סביבת העבודה נבחר את התוכנה Microsoft Visual #C 2005 Express דרך תפריט ההתחלה של. windows יתקבל מסך הפתיחה של סביבת העבודה.

5 סביבת העבודה Visual #C Express מאפשרת לנו לכתוב תוכניות בשפת #C, החל מתוכניות פשוטות למדי בעלות שורות קוד בודדות, ועד מערכות מסחריות מורכבות בעלות אלפי שורות קוד. במדריך זה נלמד כיצד להשתמש בסביבה זו באופן הנוח ביותר לצרכינו כמתכנתים מתחילים. פתיחת סביבת העבודה, Edition כדי לפתוח את סביבת העבודה נבחר את התוכנה Microsoft Visual #C 2005 Express דרך תפריט ההתחלה של. windows יתקבל מסך הפתיחה של סביבת העבודה. יצירת פרויקט כל תוכנית בשפת #C נמצאת בתוך פרויקט נפרד. לכן, כדי לכתוב תוכנית חדשה עלינו לפתוח פרויקט חדש. נבחר בתפריט העליון את,File ושם נבחר ב- Project.New ייפתח חלון המציע לנו סוגי פרויקטים שונים. נבחר ב- Application.Console בשורת השם נכתוב את השם שנקרא לפרויקט. בדוגמה זו בחרנו בשם MyFirstProject -5-

6 לאחר הלחיצה על OK יתקבל מסך סביבת העבודה, כאשר בחלון המרכזי כבר מופיע בסיס של תוכנית ריקה בשפת #C. חלונות סביבת העבודה נכיר את החלונות השונים בסביבת העבודה: מסך תכונות סייר הפרויקט חלון ראשי הודעות המהדר החלון הראשי ישמש אותנו לכתיבת קוד התוכנית בחלון הודעות המהדר נצפה בשגיאות והערות המהדר (קומפיילר) לאחר כל הידור (קומפילציה). בחלון סייר הפרויקט נשתמש על מנת לעבור בנוחות בין חלקי הפרויקט השונים. ניתן לראות כי הפרויקט שפתחנו קיים בתוך.Solution כאשר פתחנו פרויקט חדש נפתח עבורו Solution חדש. משמעות המילה solution היא פתרון. בסביבת העבודה, Solution שומר בתוכו פרויקט אחד או יותר, ומקובל שיהיו אלה פרויקטים שיש ביניהם קשר, והם מהווים במובן מסוים פתרון לבעיה מורכבת אחת. בהמשך נלמד כיצד ניתן ליצור כמה פרויקטים בתוך Solution אחד. -6-

7 חלון מסך התכונות משמש בעיקר עבור תוכניות בהן נעשה שימוש בעזרים גראפיים ולכן לא נשתמש בו. ניתן לסגור כל חלון אם אין בו שימוש, ולפתוח אותו שוב בעזרת התפריט.View נתבונן בקוד (כלומר, רצף הוראות בשפת התכנות) אשר מופיע באופן אוטומטי במסך התוכנית עם פתיחת פרויקט חדש: using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; namespace MyFirstProject class Program static void Main(string[] args) לא כל ההגדרות הכרחיות לצרכינו, השלד המוכר לנו: לכן נוכל למחוק את ההגדרות שלא נזדקק להן ולהישאר עם using System; class Program הגדרת המרחב הגדרת המחלקה הגדרת נקודת הפתיחה לתוכנית רשימת ספריות static void Main() כתיבת תוכנית ראשונה כעת אנו יכולים להקליד את התוכנית הראשונה, שתציג למסך את הפלט world. Hello נשנה את שם המחלקה לשם שנרצה לקרוא לתוכנית (אין חובה לשנות את השם, אך רצוי תמיד לתת לתוכניות שמות משמעותיים, שמביעים את תפקידן), ונוסיף את פקודת ההדפסה בתוך תחום ה- :Main -7-

using System; class HelloWorld static void Main() Console.WriteLine("Hello world"); שימו : ישנם צבעים שונים בקוד הכתוב: מילים שמורות נכתבות בכחול, מחרוזות באדום, שמות מחלקות בטורקיז.

8 using System; class HelloWorld static void Main() Console.WriteLine("Hello world"); שימו : ישנם צבעים שונים בקוד הכתוב: מילים שמורות נכתבות בכחול, מחרוזות באדום, שמות מחלקות בטורקיז. מייד לאחר כתיבת שם המחלקה Console נפתח חלון המציג את כל התכונות והפעולות של המחלקה בהן נוכל להשתמש. לפקודת הדפסה נבחר את הפעולה.WriteLine תוכלו לעבור ולבדוק תכונות ופעולות נוספות השייכות למחלקה.Console למשל, ההוראה ConsoleColor.Red; Console.ForegroundColor = תשנה את צבע הפלט לאדום. כדי לקבל הנחיות על כל תכונה ופעולה אפשר לעמוד עם הסמן על התכונה המבוקשת ולהקיש על F1. הפעולה או הידור תוכנית אחרי סיום הקלדת התוכנית, עלינו להדר (לקמפל) אותה כדי לבדוק שאין בה שגיאות תחביריות, ולהכין אותה לריצה. שלב זה יתבצע על ידי בחירת Build בתפריט, ואז בחירת,Build Solution או על ידי הקשה על המקש F6. -8-

אם אין כלל שגיאות תחביר בתוכנית, נקבל את ההודעה Build succeeded בצד השמאלי התחתון של המסך. אם קיימות שגיאות תחביר בתוכנית נקבל הודעות מתאימות בחלון הודעות המהדר.

9 אם אין כלל שגיאות תחביר בתוכנית, נקבל את ההודעה Build succeeded בצד השמאלי התחתון של המסך. אם קיימות שגיאות תחביר בתוכנית נקבל הודעות מתאימות בחלון הודעות המהדר. לחיצה כפולה על ההודעה תקפיץ את הסמן למקום בו ארעה השגיאה. למשל, השגיאה הבאה נגרמה כיוון שלא נכתב הסימן ; בסוף משפט: לא נוכל להריץ תוכנית לפני שנתקן את כל שגיאות התחביר. לאחר שנתקן את השגיאות, נהדר שוב את התוכנית, וכך נחזור על התהליך עד אשר לא יופיעו שגיאות בחלון הודעות המהדר, ונקבל את ההודעה.Build succeeded שימו : ייתכן שלאחר הידור של תוכנית נקבל הערות הרצה. ההערות מסומנות בסימן צהוב (בעוד השגיאות מסומנות באדום). ניתן להריץ תוכנית שהתקבלו עבורה הערות, אך יש לתת את הדעת על הערות אלה, משום שייתכן שהן מצביעות על טעות או על בעיה אפשרית אחרת בתוכנית. הרצת תוכנית לאחר שהתוכנית עברה בהצלחה את שלב ההידור, היא מוכנה להרצה. כדי להריץ את התוכנית נבחר בתפריט Debug את Start Without Debugging או נקיש על המקשים Ctrl ו- F5 בו זמנית. -9-

כתוצאה מכך, יפתח חלון ריצת התוכנית, ייכתב בשורה נפרדת המשפט world, Hello וריצת התוכנית תסתיים. בסיום ריצת התוכנית חלון ההרצה ייסגר רק לאחר הקשה על מקש כלשהו.

10 כתוצאה מכך, יפתח חלון ריצת התוכנית, ייכתב בשורה נפרדת המשפט world, Hello וריצת התוכנית תסתיים. בסיום ריצת התוכנית חלון ההרצה ייסגר רק לאחר הקשה על מקש כלשהו. שימו : אם תנסו להריץ תוכנית אשר לא עברה הידור בהצלחה, או תוכנית שעברה הידור אך לאחר מכן עברה שינוי כלשהו ויש להדרה שוב, יתבצע הידור באופן אוטומטי. שמירת תוכנית לאחר שסיימנו לכתוב את התוכנית, להדר אותה (תוך תיקון שגיאות תחביר, במידת הצורך), להריץ אותה, ולבדוק שאין שגיאות לוגיות בתוכנית, נשמור את קובץ התוכנית לשימוש עתידי. בתפריט File בחרו את Save All או הקישו על המקשים Shift,Ctrl ו- S בו זמנית. ייפתח חלון בו יופיע שם הפרויקט, הכתובת על גבי הדיסק הקשיח בה יישמר הפרויקט, ה- ושם.Solution כאשר נרצה בעתיד לפתוח תוכנית שמורה נפתח את הפרויקט שלה על ידי Open project שבתפריט.sln לפי שמו בסיומת הנדרש ונבחר את ה- Solution,File -10-

יצירת פרויקט נוסף כעת ברצוננו לכתוב תוכנית נוספת, הדורשת גם הזנת קלט. לפנינו שתי אפשרויות: לסגור את ה- Solution הקיים על ידי Close Solution שבתפריט,File ולפתוח פרויקט חדש כפי שעשינו בתחילה.

11 יצירת פרויקט נוסף כעת ברצוננו לכתוב תוכנית נוספת, הדורשת גם הזנת קלט. לפנינו שתי אפשרויות: לסגור את ה- Solution הקיים על ידי Close Solution שבתפריט,File ולפתוח פרויקט חדש כפי שעשינו בתחילה. אפשרות שנייה היא להוסיף פרויקט ל- Solution קיים. לשם כך ניגש עם העכבר למילה Solution שבסייר הפרויקט, נלחץ על המקש הימני של העכבר ונבחר ב.Add מהתפריט שייפתח נבחר את.NewProject כעת ייפתח לנו חלון פרויקט חדש, כפי שקרה כאשר פתחנו Solution חדש. שימו לב שלאחר הוספת הפרויקט קיימים שני פרויקטים תחת אותו ה- Solution, אך רק אחד מהם פעיל זה המסומן בהדגשה. ניתן להחליף ולסמן פרויקט שונה כפעיל על ידי בחירתו עם העכבר, הקשה על מקש ימני ובחירת.Set as StartUp Project כאשר אנו מוסיפים פרויקט ל- Solution, המכיל כבר פרויקטים אחרים, הרי שבסופו של דבר הפרויקטים יישמרו יחדיו, תחת אותו Solution (ואיתם גם התוכנית שכתבתם בכל אחד מהם). לכן, אם אתם כותבים כמה תוכניות בעלות אופי דומה שברצונכם לשמור יחדיו (למשל, כמו כמה תרגילים עבור עבודה אחת להגשה באותו נושא) מומלץ לשמור אותן בפרויקטים נפרדים תחת אותו ה-.Solution אך אם הינכם כותבים כמה תוכניות שאין כל קשר ביניהן, מומלץ לשמור כל אחת מהן ב- Solution נפרד עם שם משמעותי שיקל עליכם את הזיהוי של התוכנית כאשר תחפשו אותה בקבצים השמורים. הקלדת קלט כידוע, זהבה גרמה נזק רב לשלושת הדובים, ולכן החליטה לפצותם בסכום כסף. את הסכום תחלק שווה בשווה בין כל השלושה. הדוב הקטן החליט שאת סכום הכסף שקיבל יחלק לארבעה חסכונות נפרדים, ואת השארית יבזבז על צנצנת דבש איכותית. עלינו לכתוב תוכנית שתקבל כקלט את סכום הכסף שהקצתה זהבה לתשלום הפיצויים, ותציג כפלט את סכום הכסף שיוכל הדוב הקטן לבזבז על צנצנת דבש איכותית. -11-

12 using System; הנה תוכנית שנכתבה לצורך פתרון הבעיה, כפי שהוקלדה בסביבת העבודה: class Bears static void Main() int money, smallbearsum, sumforhoney; Console.Write( Insert the sum of money Zeahva has: ); money = int.parse(console.readline()); smallbearsum = money / 3; sumforhoney = smallbearsum / 4; Console.WriteLine( The bear junior will spend 0 shekels for הקלידו גם אתם את התוכנית הזאת, והדרו אותה. לאחר שהתוכנית עברה בהצלחה את תהליך ההידור, נריץ אותה. בתחילה יירשם במסך ריצת התוכנית משפט הפלט honey, sumforhoney); "Insert the sum of money Zeahva has: " ולאחר מכן התוכנית תעצור פעולתה ותמתין לקלט של מספר שלם. עלינו להקליד בהמשך למשפט זה מספר שלם כלשהו ואחריו להקיש על המקש.Enter רק אז התוכנית תמשיך את ריצתה, תציג את הפלט המחושב ותסיים את פעולתה. : שימו אם התוכנית ממתינה לקבל מספר שלם, אך אנו נקליד קלט שאינו מספר שלם, יגרום הדבר לשגיאת ריצה. ייפתח מסך בו תופיע השאלה: האם ברצונכם לנפות את השגיאות באמצעות כלי לניפוי שגיאות? לחצו על."No" אז תופיע הודעת השגיאה על גבי מסך התוכנית, והתוכנית תפסיק ריצתה. ניפוי שגיאות נתבונן במסך ריצת התוכנית לאחר ריצתה, כאשר הקלט הוא 100: נבחן את התוצאה שהתקבלה: -12-

אם זהבה הקצתה 100 לפיצויים, הרי כל דוב יקבל. 33 הדוב הצעיר יחלק את הסכום שקיבל,, 33 ל- 4 קבוצות ובשארית שיקבל יקנה צנצנת דבש איכותית. שארית החילוק של 33 ב- 4 היא 1, לכן הפלט צריך להיות 1.

13 אם זהבה הקצתה 100 לפיצויים, הרי כל דוב יקבל. 33 הדוב הצעיר יחלק את הסכום שקיבל,, 33 ל- 4 קבוצות ובשארית שיקבל יקנה צנצנת דבש איכותית. שארית החילוק של 33 ב- 4 היא 1, לכן הפלט צריך להיות 1. אם נתבונן במסך הפלט נראה כי הפלט הוא 8. מכאן, שיש בתוכנית שכתבנו שגיאה לוגית, שגיאת חישוב במהלך התוכנית. בתוכנית קצרה כגון זו שכתבנו ניתן להתבונן בתוכנית ולמצוא את השגיאה בקלות יחסית. אך כאשר התוכנית גדולה ומורכבת יותר ניפוי השגיאות הופך למשימה קשה הרבה יותר. לשם כך קיים כלי המאפשר לנו לנפות שגיאות ביתר קלות, ה- Debugger. בעזרת ה- Debugger ניתן להריץ את התוכנית באופן מבוקר, שורה אחר שורה, בכל שורה נצפה בערך המשתנים ונבדוק כי ערכם תואם לערך הצפוי. לתחילת הרצה מבוקרת של התוכנית בחרו מהתפריט Debug את Step Over או הקישו על F10. ריצת התוכנית תחל והשורה הראשונה של התוכנית תיצבע בצהוב. כעת, כל הקשה על F10 תגרום להתקדמות התוכנית לשורה הבאה. לחצו על F10 עד אשר תתבצע שורת הפלט הראשונה וראו כי אכן נרשמה על מסך ריצת התוכנית שורת הפלט. לחיצה נוספת על F10 תגרום להמשך ריצת התוכנית אל השורה הבאה, שורת הקלט. מכאן תוכלו להמשיך את ריצת התוכנית רק לאחר שתזינו את הקלט המבוקש. הקלידו את המספר 100 במסך ריצת התוכנית והקישו.Enter כעת חזרה השליטה לתוכנית. נתבונן במסך "Locals" הנפתח בצד שמאלי תחתון של המסך: במסך "Locals" נוכל לצפות בערכי המשתנים בעת ריצת התוכנית. שימו לב לרגע המתואר בצילום: על פי השורה הצבועה בצהוב ניתן לדעת כי כבר נקרא הקלט 100 ממסך ריצת התוכנית, והושם במשתנה.money נתבונן במשתנה זה במסך "Locals" ונבחין כי אכן המשתנה קיבל את הערך 100. הערך צבוע בצבע אדום מכיוון ששורת התוכנית האחרונה שהתבצעה גרמה לשינוי ערך המשתנה. -13-

השורה הבאה בתוכנית אמורה לחשב את ערך המשתנה.smallBearSum לפני שנמשיך את ריצת התוכנית נחשוב מה ערכו של משתנה זה אמור להיות. כפי שחישבנו קודם, כל דוב יקבל 33 ולכן זה צריך להיות ערכו החדש של המשתנה.

14 השורה הבאה בתוכנית אמורה לחשב את ערך המשתנה.smallBearSum לפני שנמשיך את ריצת התוכנית נחשוב מה ערכו של משתנה זה אמור להיות. כפי שחישבנו קודם, כל דוב יקבל 33 ולכן זה צריך להיות ערכו החדש של המשתנה. נמשיך את ריצת התוכנית על ידי הקשה נוספת על המקש F10. התבוננו במסך Locals וראו כי המשתנה smallbearsum שינה כעת את ערכו מ- 0 ל- 33, כצפוי. אם כך, עד עתה התוכנית עבדה באופן תקין. השורה הבאה אמורה לחשב את ערך המשתנה.sumForHoney שוב, נחשוב מה אמור להיות ערכו של משתנה זה. כפי שחישבנו קודם, שארית החלוקה של 33 ב- 4 היא 1, ולכן זו התוצאה המבוקשת. הקשה נוספת על המקש F10 תמשיך את ריצת התוכנית לשורה הבאה, וערכו של המשתנה sumforhoney משתנה לערך 8, ולא לערך הצפוי. אם כך, בשורה זו ישנה שגיאה. sumforhoney = smallbearsum / 4; נתבונן בשורת הקוד הבעייתית: כוונתנו הייתה לחשב את שארית החילוק של smallbearsum ב- 4, ובמקום זאת חישבנו את תוצאת החילוק של smallbearsum ב- 4. שגיאה זו אירעה כיוון שהשתמשנו בסימן / במקום בסימן %. נתקן את השגיאה בקוד התוכנית כך שהשורה תיראה כעת כך: sumforhoney = smallbearsum % 4; לאחר שתיקנו את השגיאה, נרצה לבדוק האם כעת התוכנית נכונה ומציגה את הפלט הנכון. נוכל לבצע זאת באחת משתי הדרכים הבאות: -14-

15 נעצור את ריצת התוכנית (על ידי Stop Debugging שבתפריט,Debug או על ידי הקשה על המקשים shift ו- F5 בו זמנית), ולאחר מכן נריץ את התוכנית שוב, לאחר השינוי, מההתחלה, על ידי ריצה רגילה של התוכנית, או על ידי ריצה תוך כדי ניפוי שגיאות. נגרום לשורה שתיקנו להתבצע שוב: משמאל לשורות הקוד הצבוע בצהוב (השורה הבאה לביצוע) נבחין בחץ צהוב. נגרור את החץ הצהוב חזרה לשורת הקוד המתוקנת על ידי העכבר, כך ששורה זו תתבצע שוב מחדש, ונמשיך את ריצת התוכנית על ידי המקש F10 עד לסיומה..1.2 נחזור על תהליך ניפוי השגיאות עבור כל שורה בתוכנית, ונבצע את המעקב עד אשר נהיה בטוחים כי התוכנית מספקת פלט נכון עבור כל קלט אפשרי..F10 F11 שימו : בשלב זה שימוש במקש יהיה זהה עבורנו לשימוש במקש בהמשך לימודינו, כאשר נרצה להיכנס ולבדוק פעולות בקוד שנכתבו על ידינו, נשתמש במקש F11, ואילו מעבר על פניהן מבלי להיכנס ולבדוק אותן יבוצע על ידי המקש F10. עבודה מתקדמת עם מנפה השגיאות בהמשך לימודינו נכתוב תוכנית ארוכות, ולא נרצה לעבור על כל שורות הקוד בחיפושינו אחר שגיאה. לכן, אפשרות נוספת לעבודה עם ה- Debugger היא על ידי הרצת התוכנית באופן רציף, עד נקודה מסוימת, בה תעצור התוכנית את ריצתה. לשם כך נשתמש בנקודות עצירה, ה- Breakpoint. למשל, נניח שאנו משוכנעים כי בתוכנית Bears קליטת נתון הקלט נעשתה כיאות ואין צורך לבדוק זאת. אם כך, אנו יכולים להציב נקודת עצירה בשורה שאחרי קליטת הקלט. לשם הצבת נקודת עצירה בשורה מסוימת נעמוד עם הסמן על השורה המבוקשת, ונבחר את Toggle Breakpoint שבתפריט,Debug או שנקיש על המקש F9. דרך נוספת להצבת נקודת עצירה היא על ידי לחיצה על המקש השמאלי של העכבר בשטח האפור שמשמאל לשורת הקוד המבוקשת. כתוצאה מכך תופיע נקודה אדומה משמאל לשורת הקוד המבוקשת, והשורה תיצבע באדום. Start כעת נריץ את התוכנית, אך לא באופן הרגיל, אלא במצב ניפוי שגיאות, או על ידי הקשה על המקש F5.,Debug בתפריט Debugging על ידי בחירת התוכנית תתחיל את ריצתה, תדפיס את שורת הפלט, תעצור לבקש קלט, נקליד 100 ו- Enter, וכעת, כאשר התוכנית תגיע לשורה המסומנת על ידי נקודת-עצירה, תפסיק את ריצתה ותעצור במצב Debugging המוכר לנו. ממצב זה, כפי שכבר ראינו, ניתן להמשיך להריץ שורה אחר שורה על ידי -15-

16 המקש F10. אפשרות נוספת היא להוסיף נקודות-עצירה נוספות לאורך התוכנית ולרוץ מאחת לשנייה על ידי המקש F5. בכל הקשה על F5 התוכנית תרוץ מהמקום האחרון בו היא עצרה ועד נקודת- העצירה הבאה. אם לא תמצא נקודת-עצירה נוספת, תרוץ התוכנית עד לסיומה. טבלת מקשי קיצור שימושיים לפעולות בסביבת העבודה: פעולה Build Solution Start Without Debugging Start Debugging Step Over Step Into Toggle Breakpoint Format Document הסבר הידור התוכנית הרצת התוכנית הרצת תוכנית עד נקודת עצירה קידום הרצת התוכנית בשורה אחת מבלי להיכנס לפעולות בקוד קידום הרצת התוכנית בשורה אחת כך שניכנס לפעולות בקוד שנכתבו על ידינו הצבה או הסרה של נקודת עצירה על השורה בה נמצא הסמן הזחת התוכנית (אינדנטציה) מקש קיצור F6 Ctrl + F5 F5 F10 F11 F9 או מקש שמאלי של העכבר Ctrl+E, D -16-

ניפוי שגיאות )Debug( מאת ישראל אברמוביץ

ניפוי שגיאות )Debug( מאת ישראל אברמוביץ בדף העבודה יש תירגול בסביבת העבודה לשפת #C לסביבות עבודה אחרות. )2015 )Visual Studio אך היא מתאימה גם לשפת Java וגם o 1. ריצה של כל התוכנית ועצירה בסוף יש לבחור