Бесплатный фрагмент - Создание игры «Настольный теннис» (Creating a Ping-Pong Game with C#)

Добро пожаловать в мир программирования!

Учебная и научная литература

для начинающих программистов

Создание игры «Пинг-Понг» на C Sharp

(Creating a Ping-Pong Game with C#)

Для достижения указанных целей было изучено литературу по компьютерным технологиям, по системам управления базами данных, особенности графических приложений, высокоуровневым языкам программирования. Считаю, что эта работа выполнена на достаточно высоком уровне и заслуживает продолжения…

Ping Pong — популярный проект для новичков

и начинающих программистов, разработанный

на C Sharp…

ЕВДОКИМОВ Сергей Александрович

Изучаем высокоуровневое программирование на C Sharp!

Это первое издание книги

© Сергей Евдокимов, 2015—2023

ОПРЕДЕЛЕНИЕ, ОБОЗНАЧЕНИЕ И СОКРАЩЕНИЕ

API — Application Programming Interface;

ADO — ActiveX Data Objects;

AT&T — American Telephone and Telegraph;

COM — COMmunication;

DB — DeciBel;

DVD — Digital Video Disc;

DSP — Digital Signal Processor;

DFD — Data Flow Diagram;

IBM — International Business Machines;

JoL — Jaques of London;

LINQ — Language-Integrated Query;

LDA — Latent Dirichlet Allocation;

MS — Microsoft Studio;

MFC — Microsoft Foundation Classes;

MDF — Media Descriptor File;

MVS — Multiple Virtual Storage;

MVC — Model-View-Controller;

NB — New B;

OS — Operating System;

PL/I — Programming Language One;

RGB — Red Green Blue;

SSMS — SQL Server Management Studio;

SPI — Serial Peripheral Interface;

SQL — Structured Query Language;

TV — TeleVision;

USB — Universal Serial Bus;

UIPAB — User Interface Process Application Block;

VB.Net — Visual Basic. NET;

VCC — Voltage of the CirCuit;

VS — Visual Studio;

WF — Windows Form;

XML — eXtensible Markup Language.

БД — База данных;

ВУЗ — Высшее учебное учереждение;

ГОСТ — ГОсударственный СТандарт;

ИК — Инфо-красный (а);

ПО — Програмное Обеспечение;

КИ — Конфиденциальная информация;

MТИ — Массачусетский технологический институт;

ИТ — Информационные технологии;

ИИ — Исскуственный интелект;

ИНС — Исскуственные нейронные сети;

МОТ — Международная организация труда;

МК — Микроконтроллер;

МП — Микропроцесор;

НП — Нискоуровневое программирование;

ООН — Организация Объединённых Наций;

ООП — Объектно-ориентированное Программирование;

ОС — Операционная система;

ПК — Персональный компьютер;

ПС — Програмная Среда;

ПЗУ — Постоянное запоминающее устройство;

РБД — Реляционная база данных;

ЧП — Черезвычайное положение;

ЭВМ — Электронная вычислительная машина;

ЯП — Язык программирования.

англ. — английский;

В — Вольт;

Выкл. (Вкл.) — Выключить (Включить);

Вт — Ватт;

др. — другие;

ок. — октава;

общ. — общий;

Рис. — Рисунок;

стр. — страница;

см. — смотреть;

сост. — состояние;

Табл. — Таблица;

т. д. — так далее;

т.е. — то есть;

шт. — штука (штук).

эл. — элемент;

ч. — часть.

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Развитие культуры в нашем столетии неуклонно идет вместе с развитием многообразных технологий, например компьютерных. Компьютерный рынок непрерывно заполняется более ранними, более совершенными программами, увеличивается скорость процессоров, объем носителей хранения памяти. В этой «технологической революции» не последнее место занимает событие, появившееся вместе с компьютерами, а именно: компьютерные игры [1]. Сейчас, хоть люди и стали деловыми, но время на развлечения они всегда находят. Кое-кто выбирает активный отдых (путешествие, спортивные игры, квесты), а кто-то предпочитает более пассивный отдых, к ряду которых можно отнести не только просмотр кинофильмов, но и компьютерные игры. В Украине ежегодно растет количество людей, покупающих подобные игры. Если для игроков это просто игрушка и шанс отдыха, то для разработчиков и распространителей — целая сфера деятельности [2]. Все это, в совокупности с фактом роста количества компьютеров и увлечения людьми играми, говорит о том, что вопрос нуждается в исследовании по направлению ряда наук, и программированию в первую очередь.

Цель данной работы заключается исследование и разработка игры Пинг-Понг, язык написания игры будет служить в моем случае С Sharp, и написание игры подробно, в деталях, рассказав о различных элементах приложения, создавая программу.

Задания к данной работы:

— Используя произвольный язык и среду программирования разработать программное приложение-игру «Пинг-понг»;

— Объяснить детали и сущность частей программы;

— исследовать процесс создания игры на платформе Microsoft Visual Studio 2022;

— сформировать общий вывод работы.

Объект исследования — программное приложение-игра «Пинг-понг».

Предмет исследования — создание компьютерной игры в программной среде.

Платформа создания игры — исследование игры и процесс написание будут оформлены таким ПС при разработке создания игр как Microsoft Visual Studio.

Язык написания игры — C Sharp.

Структура данной работы обусловлена поставленными целями, задачами и характером исследования. Сама работа состоит из введения, четырёх глав, общего заключения, приложений, использованных сокращений, списка использованных источников, семи дополнений.

РАЗДЕЛ 1. АНАЛИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 Постановка задания

Используя произвольный язык и среду программирования разработать программное приложение-игру «Пинг-понг». Суть игры заключается в отражающем мячике игроку, отражающем его с помощью ракетки. Программа должна проверять, отбил ли игрок мяч и сообщать пользователю о результатах отбитых мячей во время игры.

Структура проекта:

— модуль, отображающий главное меню игры;

— модуль, отображаемый по окончании игры;

— модуль, отображающий игровое поле;

— модуль, отображающий результаты отбитых мячей;

— модуль, отображающий справку пользователя;

— модуль, отображающий состояние звука (Вкл./Выкл.).

Входные данные:

— состояние звука (Вкл/Выкл);

— соследующие действия (нажатая клавиша) по окончании игры.

Исходные данные:

— количество «отбитых» мячей пользователем;

— состояние звука (Вкл./Выкл.);

— справка о дальнейших действиях по окончании игры;

— интерфейс программы должен содержать следующие элементы: главное меню, форма с информацией о разработчике, состояние звука (Вкл./Выкл.);

— приложение должно давать возможность изменять состояние звука в игре — при включенном будет играть мелодия и будет работать звук в игре.

Во время игры программа должна разрешать:

— выйти из игры;

— перезапустить игру;

— Выкл/Вкл. звук.

1.2 Анализ задания

Рассмотрение предметной области приложения «Пинг-понг» показало, что основной проблемой является реализация полета мячика и его реалистичное отражение от игрового поля и ракетки игрока, а также разработка такого интерфейса, который смог бы успешно конкурировать с подобными играми.

Для решения проблемы была выбрана работа с таймером и изменение направления полета мяча с помощью векторов.

Посреди аналогов были проанализированы следующие игры: 2D Ping Pong, Легенды Пинг Понга, Table Tennis Angry Birds, Настольный теннис 2D.

Полученная (после обработки данных) на экране монитора графическая информация очень удобна для анализа и описания сложных явлений на практике. Более того, эта графическая информация может использоваться в следующих вычислениях, на основании которых мы получим новые данные, которые снова можем предоставить в виде новой графической информации, которая может использоваться в новых расчетах и т. д. [5].

Высшим приоритетом можно считать удовлетворение работы данными ПО в определенные сроки. Программа, которая работает без ошибок — это главный показатель прогресса и основное достижение в проекте. А в простоте — искусство для достижения чего-то большего, при этом делая меньше, что является «Основа основ». Разработчики должны время от времени задумываться по эффективности, и соответственно редактировать и подстраивать свое поведение [6].

1.3 Выбор методов и способов решения задания

Для написания игрового приложения Пинг-понг была выбрана программа Visual Studio 2022 с интерфейсом Windows Forms (API), ориентированная на разработку привлекательного и удобного интерфейса (графического).

Microsoft Visual Studio — это линейка инструментов и служб по созданию разных приложений для платформы Microsoft, а также для других. Независимо от используемого средства разработки, есть возможность более гибко работать, и главное — где угодно [7].

Visual Studio 2022 — это передовое решение для разработки, позволяющее командам любого размера проектировать и создавать привлекательные программы, которые удовлетворят требования заказчиков.

Windows Forms — это такой интерфейс для программирования приложений (API), который отвечает за пользовательский интерфейс (графический), что является частью. NET Framework компанни Microsoft. Этот интерфейс значительно упрощает возможность для получения доступа к элементам интерфейса ОС Windows, так как за счет создания обвертки API для уже существующего в управляемом коде Win32 [8]. Учитывая то, что этот код — это классы, которые реализуют API для библиотеки Windows Forms, не зависящие от языка разработки. То есть программист все равно использует Windows Forms в написании прогромного обеспечения на C Sharp, С++, также на VB.Net, J# и т. д.

Библиотека Windows Forms разрабатывалась как элемент к. NET Framework для облегчения разработки составляющих графического и пользовательского интерфейса [9]. Windows Forms построена на основе устаревшего Windows API и представляется как обвертка низкоуровневых компонентов ОС Windows.

С помощью библиотеки Windows Forms предоставляется возможность для разработки кроссплатформенных графических пользовательских интерфейсов. Но всё же, Windows Forms до сих пор является только обверткой для API-компонентов ОС Windows, и ряда ее методов, которые могут осуществлять прямой доступ к функциям Win32 и обратного вызова, что недоступны на других платформах [10].

Готовое приложение на Windows Forms представляет ориентированное программное обеспечение, поддерживающее. NET Framework. от компании Microsoft. Большая часть времени тратится на ожидания от пользователя любых действий, В отличие от пакетных программ. К напримеру, в текстовом поле — ввод текста или по кнопке — щелчок мышкой.

С одной стороны, библиотеку Windows Forms можно рассматривать как замену с более старой и сложной библиотекой MFC, которая первоначально была написана на C++. С другой же стороны, WF не предпочитает парадигму, что сравнима с MVC. Для исправлений в этой ситуации и реализации функциональности в WF есть посторонние библиотеки. Такой одной, которые больше всего используются является UIPAB, которая была выпущена отдельной группой компании Microsoft, что занималась рекомендациями и образцами для бесплатного распространение. Данная библиотека ещё содержит сам исходный код, исходящее образцы для большего ускорения в обучении [11].

Windows Forms (внутри пространства.NET Framework) реализуется как System.Windows.Forms.

Объектно-ориентированное программирование — это парадигмаиз программирования, основу которой составляют три основные концепции: наследование, инкапсуляция и полиморфизм [9]. Инкапсуляция — сокрытие деталей о работе классов от объектов, использующих или отправляющих им сообщения [11]; наследование позволяет создать новый класс в основе родительского (уже существующего), при этом свойства и функциональность родительского класса заимствуются новым классом [12]; полиморфизм означает зависимость поведения от класса, в котором это поведение вызывается, то есть два или более классов могут реагировать по-разному на одинаковые сообщения [10].

Важной деталью механизма ООП является абстракция. В объектно-ориентированном программировании, абстракция — это придание объекту характеристик, отличающих его от всех остальных объектов, что четко определяются по его концептуальным границам [12].

1.4 Критерии при подготовке

Всегда хочется использовать что-то новое и модное, но стоит быть готовым к тому, что молодой продукт может иметь достаточно серьёзные баги. Существуют примеры, когда необходимые доработки Фреймворка ждут исправления месяцы, а то и годы. Не стоит также исключать, что в какой-то момент разработка Фреймворка может быть остановлена. На мой взгляд, всегда стоит отдавать предпочтение проверенным временем продуктам. В качестве примера можно привести C# и SQL. Это практически стандарт де-факто в разработке бизнес-сервисов. Огромная накопленная база знаний сводит почти к нулю вероятность столкнуться с неразрешимой проблемой.

Стоить отметить, что в современной архитектуре приложений всё больше используется микросервисный подход. Он позволяет разделить большое приложение на много маленьких сервисов. Это позволяет многократно снизить последствия от неправильно выбранного языка программирования или Фреймворка, и позволяет развязать руки в экспериментировании. Так как сервис мал, то в любой момент его можно достаточно быстро переписать. Всегда стоит сохранять прагматичный подход к решению проблемы. При выборе того или иного продукта взвешивать преимущества и возможные негативные последствия на дальнейшую разработку.

Размер и сложность проекта. Если это небольшой проект или MVP, когда стоят короткие сроки выполнение проекта, то можно выбирать тот язык и фреймворк, в которых есть знание у команды или легко найти специалистов на рынке. Очень часто, особенно на аутсорсе, решение принимается в зависимости от отдела, куда попадает проект.

Тип проекта. Разные типы проектов требуют различных технологий. К примеру, приложения с интенсивным использованием данных, системы бронирования, приложения для социальных сетей, потоковые приложения, CMS, IoT, приложения в банковской сфере, торговые площадки и простые MVP, скорее всего, потребуют различных языков программирования и Фреймворков.

Стоимость. Многие технологии, Фреймворки и среды разработки требуют лицензии, но есть и много бесплатных вариантов. На практике, скорее всего, у вас будет выбор между платными инструментами, но с большей функциональностью и поддержкой, или бесплатные, но с ограниченным набором функций.

Востребованность технологии. Насколько много вакансий на рынке, какие в среднем зарплаты. Причём лучше посмотреть по разным странам. Например, С# очень популярен на Западе и сильно обгоняет своего конкурента Java, а значит, работу на нём будет находить значительно проще. А вот Рефал имеет некоторую популярность только в России, да и вакансий то немного.

Порог входа. От этого зависит то, насколько быстро можно начать зарабатывать на этой технологии и решать реальные задачи. Например, у языка С# достаточно высокий порог входа, и даже если у вас за плечами несколько лет опыта в кодинге на другом языке программирования, не факт, что получится быстро перепрыгнуть в Java и сохранить уровень дохода.

Перспективность. Технологии могут устаревать и терять востребованность. Важно смотреть за динамикой роста популярности языков программирования и фреймворков. Например, C# держит позиции за счёт развивающегося направления машинного обучения, и вкладываться в него точно имеет смысл. Язык Go всё чаще используется для микросервисов в крупных компаниях, но нет гарантий, что этот тренд сохранится надолго.

Интерес. Конечно, нельзя добиться весомых результатов, работая с тем, что не драйвит и не вызывает интереса. Поэтому это очень важный пункт. Но учтите, что интересы со временем могут меняться — и это нормально.

1.5 Требования к созданию 2D-приложений

Список требований, которые нужно стремительно развивать, совершенствовать, чтобы уметь создавать отличные 2D программы, игры, приложения:

— усовить понятия: «переменные», «ветвления», «функции» и «циклы»;

— изучить консоль и методы работы с ней, будет вводить и считывать данные, форматировать строки, обрабатывать файлы;

— разобраться с синтаксическими конструкциями C#, вошедшего в пятерку самых популярных языков программирования;

— познакомится с библиотеками и шаблонами, инструментами разработки и их возможностями;

— читать коды и управлять ими;

— создавать игровые объекты и классы, работать с ними, наделять их различными свойствами;

— работать со структурированными документами формата XML;

— добавлять в игру анимацию с графическим интерфейсом.

1.6 Анализ существующих аналогичных программных продуктов

Больше чем полвека тому назад, а имено 29 ноября 1972 года, в Саннивейле (штат Калифорния, США) совершилась премьера игры в классическом стиле под названием «Pong», которая выпускалась на монетные автоматы. Именно тогда PingPong (ранее — Pong), наверное, смог сформировать такой жанр и сформировал успешную игровую индустрию, что по сей день считается одной из прибыльных в мире.

Многие люди, играли в «Pong», а сейчас играют в «Пинг-Понг» как минимум, в одну с его вариаций, а также ни один раз видели эту игру по фильмам 70-х годов. По сути игра «Пинг-Понг» является цифровой версией самого просто настольного тенниса. Игроки в попытках отбить этот мяч, в помощь ракетка, что отображается на экране управляется с помощью специальной ручки.

Начнем с того, что PingPong — это самая первая видеоигра, которая пришла в дома десятки миллионов обычных пользователей и распространялась перед экранами TV. PingPong дал толчек для глобальной индустрии видеоигр, что по сей день оценивают около 500 000000000 $$$. И до сих пор PingPong является объектом для научных исследований, учитывая области обучения алгоритмов для ИИ, а также для улучшения искусственных нейронных сетей (далее — ИНС), в разработке интерфейсов типа «Мозг-Машина» (под названием Neuralink).

Игра в «PONG» представлялась как обычный пинг-понг, т.е. 2 игрока (или игрок-компьютер) управляли неким прямоугольником с помощью джойстика (контроллера), которым отбивали мячик, который скачет с одной стороны по другую. Если игрок пропустит мячик мимо своего контролированного участка, то его противник получает одно очко. Все очень просто, как можно увидеть. Позже оригинальная игра

обзавелась сотнями клонов и модификаций, но идея осталась та же.

Пинг-понг по своему принципу мало чем отличается от настольного тенниса — две ракетки (биты), мяч и стремление ударить так чтобы противник мяч не отбил. Фитиль Понгомании зажёг Ральф Баер, со своей революционной разработкой — Brown Box, более известной нам в виде коммерческой реализации «Magnavox Odyssey» (первой игровой приставки). Сама консоль не вызвала большого ажиотажа, но только не у Нолана Бушнела, посетившего презентацию приставки. Настоящий успех Пинг-понга пришёл с рождением аркадных видеоигр. Игровой автомат «PONG» считается как первый аркадная игра в мире. И всё-таки сама игра «PONG» заполучила бешенную популярность, сначала в аркадной, а потом и в домашней своей версии, начала самый настоящий «взрыв игровой индустрии».

На момент создания игровой ящиков «PONG» уже были известны процессоры, однако, проще было собирать не аналог компьютера, а электронную схему, отвечающую за игровой процесс. С выходом новых реализаций игры схема постепенно усложнялась и совершенствовалась, а к закату эпохи «PONG» были разработаны специальные микросхемы, полностью отвечающие за игровой процесс и предоставляющие выбор из нескольких игр. Например AY-3-8500, выпущенный General Instrument в 1975 году являлся ядром приставок Coleco Telstar, Magnavox Odyssey (300, 2000 и 3000), Radio Shack TV ScoreBoard, Unisonic Sportsman/Tournament с набором игр: Tennis, Soccer, Squash, Practice, Rifle Game 1, Rifle Game 2, а так же 7 не задокументированных игр.

РАЗДЕЛ 2. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Общие понятия про С Sharp

Высокоуровневое программирование включает в себя языки программирования, которые разработанные для удобства и скорости использования программистами. C Sharp — это высокоуровневый объектно-ориентированный язык программирования. Часто, его рассматривают как средство для создания программ для платформы.NET Framework и. NET Core от компании Microsoft. C Sharp на этапах создания компанией Microsoft рассчитан для собственных целей и служб. Некоторые полагают, что Си Sharp — это просто версия языка С или C++, но это предположение не правдиво. Данных язык программирования создавался «с нуля». Рассмотрим преимущества и недостатки:

Синтаксис языка чем-то похож на С и С++, Java. Он становится доступным по изучению самыми-самими новичками. С ним можно довольно хорошо разобраться с английским, и также начинать осваиваться с азами коддинга. Многие программеры C Sharp по сей день ассоциируют с платформой. NET Framework, и также ОС Windows.

Хоть и это — основное назначение, но под iOS и Android также на этом языке программирования очень успешно пишутся программы. Сегодня C# очень сильно развился, но преимущественно разработчиков, что специализировались на нем, не так и много. Поэтому, такой вариант очень подойдёт и для новичков, и для любителей, и также небольших предприятий. По сравнению со своими конкурентами C Sharp представляет варианты написания ПО из синтаксисом Си-подобным, что напоминает в общем целом и C++, и Java. Изначально он нужен был для WEB-разработки, как и JAVA. В неким круге C Sharp называют «улучшенной версией Java». У эти языков программирования синтаксические возможности на 75% схожи, 10% — это заимствование с С++, а еще около 5% — у VB, и ставшийся 10% — уникальные свойства, что были внедрены разработчиками. При этом, с помощью C#, составляющей ООП получает очень гибкие, большие, расширяемые и масштабируемые программы. Также наблюдают стремительное развитие. С каждой новой версией C Sharp получается большое количество полезных возможностей. Например — асинхронные методы, лямбды, динамическое связывание. По сравнению с другими способами создания ПО, С# «очень горячий» вариант, для которого немалый путь проделан. И начинающее и опытные программисты рассматриваю его, несмотря на устоявшийся стереотипы (относительно предназначения только для Software на ОС Windows).

Простота изучения С# превосходительная, так как имеет большое количество документации в доступе, и помогает разобраться с любыми проблемами. Язык С# с производительностью низкоуровневого языка, включает очень высокую продуктивность. А кроссплатформенность на С# пишется за 10$, и так по многим встраиваемым, десктопным и серверным платформам. Большинство популярных игровых движков поддерживаются на высокоуровневом языке программирования.

2.2 Объектно-ориентированное программирование (ООП)

Язык C# — объектно-ориентированный язык программирования, который позволяет разрабатывать на нём большие программные системы, с возможностью модульной заменой многократно используемого кода. В C# классы и объекты, а также их атрибуты и методы, являются базовыми инструментами для реализации ООП. Этот язык программирования был основан на компонентной архитектуре, реализуя современные механизмы для обеспечения безопасности кода.

Классическое определение — «способы моделирования настоящего мира». ‎ Можно предположить, что ООП делает код более простым и наглядным. С таким подходом можно построить сложные системы просто и эффективно, и всё благодаря тому, что предметная область разбита на объекты, каждый из которых связан с другими объектами.

Главное отличие между Объектно-ориентированное программированием и Процедурным программированием, то что процедурное программирование заключается в написании кода с или без подпрограмм. ООП использует язык программирования более хорошему программному коду и для получений высокого уровня написания огромных проектов и производительность. Похая взаимосвязь может возникать после несоблюдения трех главных принципов: полиморфизма, инкапсуляции и наследования.

«Сущность» и «объект» в человеческой ежедневной жизни можно считать: самолёты, ПК, транспортные стредства, банковские счета. Все объекты обладают некоторыми параметрами и функциональностью. Объект, который представляется как завершенная функциональная единица, составляет все необходимые данные и полную функциональность, которая нужна для решений задач, и по которой он имеет назначение.

К примеру, рассмотрим такой объект как «велосипед». У него есть параметры (цвет, вес, стоимость) и поведение (мотоцикл может ехать, сигналить, потреблять топливо).

С вищеуказаного примера, можно считать, что Инкапсуляция — это сокрытие поведения объекта внутри него. Этому объекту «водитель» нет такой необходимости владеть инофрмацией о происходящем в объекте «мотоцикл», чтобы двуколёсный ехал. Это главный и ключевой принцип ООП.

Наследование. К примеру, возьмём объекты: «человек» и «водитель». У них есть что-то общее? Наследование даёт возможность выделить всё общее в один объект (в данном конкретном случае более общим — человек), а для водителя — определить как человека с дополнительными параметрами и поведением. Так как у водителя обязательно есть водительские права, а у человека их присудствие является не обязательным.

Полиморфизм считатется переопределением поведения.

К примеру, снова рассмотрим объекты «человек» и «водитель», но в этот раз добавим ещё один объект «пешеход». Объект «Человек» наделён способностью передвигаться, но как именно, это уже зависит от того, является он водителем, или пешеходом. Можно предположить, что у пешехода и водителя похожее поведение, но реализация по-разному: первый перемещается с помощью ног, второй — на машине.

Реализация методов ООП происходит с помощью интерфейсов, определяет список методов класса, но ничего не говорит об их реализации. В объекте допустимо реализовать несколько интерфейсов, а один и тот же интерфейс можно реализовать в разных классах.

Объект представляет собой экземпляр определёного класса.

А класс — шаблон, в котором описаны: все параметры этого объекта, его методы. Учитывая то, что класс объекта «Воздушный шарик» определяется свойствами цвета, то экземпляр этого класса, можно создавать сколько угодно, и другие будут раскрашены в эти цвета.

Классы выстраиваются в витиеватые структуры. Поэтому, чем сама структура запутанней, тем утилита будет гибкой, и легче поддается с изменениями и внедрением новых видов функционала, но это не обязательно. Принципы ООП (наследование, полиморфизм, инкапсуляция) позволяют возможность для создания структур объектов еще эффектней, избавляя кодинг от дублирований и создают его интуитивно более допустимым, но это не всегда.

Для понимание принципа работы объектов нужно разобраться в сути мастерства ООП, и в умении создавать многоуровневую структуру по классам, оставляя программный код надежным, читаемым и гибким.

2.3 Алгоритмы и структуры данных

Алгоритм — это так называют последовательность действий, которые совершаются. Структуры данных имеют реализацию с помощью алгоритма, а вот алгоритмы — структуры данных. Алгоритмы и структуры данных — это инструменты, которыми уверенно пользуются начинающее разработчики, создавая утилиты. Если знать этот инструментарий, можно создавать большое количество того, что уже в базах кодинга, а также и с которыми не редко встречаемся. Кроме этого, похожие данные решают сложные задания. Это нужно иметь ввиду, и при ограничениях алгоритмов (теоретических), о при том, какими оптимизациями их есть возможность подвергнуть. По итогу, понять решение, в котором, с учётами всех нужных компромиссов, оказывается настолько хорошими, насколько это предоставляет возможность.

Алгоритмы и структуры данных (в C#):

— Связный список

Связный список (с англ. Linked List) представляет набор связанных узлов, каждый из которых хранит собственно данные и ссылку на следующий узел.

— Двусвязные списки

Двусвязный список — это структура данных, которая состоит из узлов, которые хранят полезные данные, указатели на предыдущий узел и следующий узел, каждый из которых содержит информационную часть (данные) и два указателя на соседние элементы (на следующий и предыдущий элементы). В пространстве имен. NET C# System. Collections. В случае, когда в списке нет элементов, оба они равны нулю. Если в списке один элемент, то оба указателя ссылаются на один и тот же элемент (соответственное, они равны).

— Стек на основе массива

Стек представляет собой структуру данных, которая работает по принципу LIFO (Last In First Out — «последний пришел — первый вышел»). Графически стек можно представить в виде столбика или стопки объектов:

Стек имеет вершину, который образует последний добавленный элемент. При добавлении новый элемент помещается поверх вершины стека и образует новую вершину. При удалении удаляется элемент из вершины стека, а предыдущий элемент образует новую вершину.

— Стек

Стек представляет собой коллекцию объектов, поступающих последними и выходящих первыми. Он используется, когда вам нужен доступ к товарам в порядке очереди. Когда вы добавляете элемент в список, это называется нажатием элемента, а когда вы удаляете его, это называется выталкиванием элемента.

— Очередь

Очередь (с англ. queue) — это коллекция, в которой элементы обрабатываются по схеме «первый вошел, первый вышел» (first in, first out — FIFO). Элемент, вставленный в очередь первым, первым же и читается. Отличие в том, что в стеке элемент устанавливаются, извлекаются с одного конца. В очереди элементы вставляются с одного конца, а извлекаются из другого. В программировании очередь используется, когда необходимо проделать какие-то действия по порядку их поступления, выполняя это последовательно. Примером служит организация событий семейства ОС Windows.

— Дек

Дек включает структуру данных, в которой есть возможность добавить и удалить элемент с двух сторон. Дек считают «двусторонней очередью», на которой элементы добавляют из самого начала, так и по самый конец. Процесс удаления также само происходит из начала, и с конца.

— Кольцевой односвязный список

Кольцевые (циклические, круговые) списки — разновидность связных списков. Поэтому, могут быть как односвязными, так и двусвязными. Их отличительной особенностью является то, что условной последний элемент хранит ссылку на первый элемент, поэтому список получается замкнутым или кольцевым.

— Кольцевой двусвязный список

Кольцевой двусвязный список — замкнутый список, на котором указатель элемента перемещается вперед, и назад по кругу. Каждый узел такого списка представляет элемент, который хранит указатели на предыдущий и следующий узел.

Типы данных разделяют на простые и сложные (в зависимости от как устроены данные). У простых типов (ещё называют скалярные) возможны значения: едины и неделимы. А вот сложные типы данных характеризуются способами структуризации данных. Первое значение из сложного типа имеет множества значений данных, которые сочетают сложный тип.

Также есть другие критерии по классификации типов. Например, встроенные типы и те, которые определяются программистом непосредственно. Встроенные типы принадлежат к языку программирования и составляют его основу. В базисе системы типов языка программирования лежит главная система типов, которые встроенные в этот язык. На этой основе разработчик строит собственные, определенные типы данных.

Типы данных бывают динамические и статические. Для динамического типа данных размер в момент объявления неизвестен и память выделяется по запросу в процессе выполнения программы. Для статического типа данных память отводится в момент объявления, требуемый размер данных известен при их объявлении. Еще есть важная классификация типов — деление на ссылочные и значимые. Для значимых типов значение объекта неотъемлемая собственностью переменной. Для ссылочных типов значение служит ссылка на некий объект в памяти, который располагается в динамической памяти. Далее показано перечень основных встроенных типов в языке C Sharp, их основные характеристики.

По структуре алгоритмы разделяют на линейные, разветвляющиеся и циклические

Линейными называют алгоритмы, в которых операции выполняются последовательно одна за другой, в естественном и единственном порядке следования.

Алгоритмы, в которых в зависимости от выполнения некоторого логического условия происходит разветвление вычислений по одному из нескольких возможных направлений, называют разветвляющимися.

Алгоритмы циклической структуры включает повторения действия по последовательности по одним и тем же математическим зависимостям, учитывая разные значения некоторых изменяемых величин. Это были только основы, поверхностно, что узнать подробней, нужно читать литературу [1—5].

2.4 Язык C# и. NET Framework

Язык C# разработано и спроектировано для использования его с технологией. NET Framework. Учитывая то, что. NET Framework послужила поддержкою, разработкой и выполнением распределенных приложений компонентов. Что обеспечивает использование совместно на разных языках программирования, ещё и предоставляет переносимость утилит, безопасность, общую модель для программирования на платформе ОС Windows. Технолгия. NET Framework содержит много по разработке WEB-приложений готовых API-интерфейсов (ASP.NET), взаимодействие с базами данных (ADO.NET), десктопных приложений (WPF), и т. д.

— ASP.NET

ASP.NET — это основная технология для создания элементов по северной части и WEB-утилит от компании Microsoft. В общем, ASP.NET до сих пор представляет полную платформу по WEB-разработке из всех, программ, что создавались когда-нибудь. Продвинутая поддержка шаблонов проектирования технологии MVC только даёт ещё больше популярности ASP.NET.

— C#5.0 и платформа. NET 4.5

Простое руководство по C#, которое описывает основные конструкции синтаксиса языка программирования, а также самые простые особенности API-интерфейсов и. NET Framework, включая работу по сборкам и рефлексии, многопоточности файлов по сети.

— WPF