Основы программирования. Базовые понятия для новичков

Иосиф Дзеранов, 2023

Автор этой книги – Иосиф Дзеранов, инженер-разработчик со стажем более 10 лет, сооснователь и преподаватель онлайн-школы BeeGeek, четвертьфиналист чемпионата мира по олимпиадному программированию ACM ICPC.Эта книга – увлекательное путешествие в мир программирования. Вы начнете с базовых понятий и основных конструкций, перейдете к интересным задачам и кейсам, а к концу книги сможете создать свой собственный мини-проект. Книга подходит для любого уровня подготовки.

1.

Общая информация

В этой книге я научу Вас программировать. Сделаем первый шаг: изучим все базовые конструкции, которые нужны каждому программисту на любом языке программирования (ЯП).

Книга состоит из 6 модулей:

1. Типы данных. Переменные;

2. Условный оператор;

3. Оператор цикла;

4. Строки и символы;

5. Массивы;

6. Функции.

Это то, что должен знать любой программист. Если представить, что дом — это старший программист, то эта книга — фундамент.

Модули расположены именно в том порядке, в котором нужно проходить: от простого к сложному. Не советую менять порядок изучения тем, так как информация наслаивается друг на друга.

Формула, которая помогает добиваться целей:

Постоянство усилий и регулярность занятий гарантируют результат.

Уровень вашей нынешней подготовки неважен, потому что вся необходимая теория есть в книге. Объем практики позволяет теорию проработать и запомнить. А самое главное — применить ее на практике.

Книга позволит с легкостью и удовольствием выучить синтаксис языка программирования C#, отработать какие-то непростые вещи до автоматизма, написать первые мини-проекты.

В то же время подчеркну, что книгу можно проходить на любом удобном вам ЯП, эта возможность в нем предусмотрена. Так что для решения задач ЯП вы можете выбрать сами.

Дорогу осилит идущий!

1.3

Введение

Зачем изучать программирование?

Во-первых, это интересно.

Во-вторых, программирование здорово облегчает жизнь во многих профессиях.

В-третьих, можно хорошо зарабатывать и заниматься в тёплых уютных офисах современными технологиями.

Как изучать программирование?

Самое сложное в нашей области — это первые шаги. Я научу вас базовым вещам в программировании. Мы напишем сотни несложных и интересных программ, а также будем строить свои собственные алгоритмы. С таким опытом в дальнейшем вы сможете самостоятельно справиться и с более сложными задачами.

Чему учит книга?

После этой книги вы сможете решать задачи по программированию, выиграть несложную олимпиаду по информатике, а также начать свой профессиональный путь в качестве программиста.

Язык программирования

Мы будем изучать язык программирования C#, так как, по моему мнению, язык очень прост и хорошо подходит для новичков. На сегодняшний момент C# один из самых мощных, быстро развивающихся и востребованных языков в ИТ-отрасли. На нем пишутся самые различные приложения: от небольших десктопных программ до крупных веб-порталов и веб-сервисов, обслуживающих ежедневно миллионы пользователей.

Свобода выбора

Однако данная книга не привязывается к одному языку программирования, так как в ней проходят базовые понятия и конструкции, которые включают в себя все современные языки. Мы не будем вас обязывать сдавать задачи на языке C#, вы будете сами выбирать, на каком языке сдавать задачи.

Как построена книга?

Она состоит из лекций, к каждой из которых есть набор задач — их вам предстоит решать в тестирующей системы. Задачи будут проверяться автоматически и сразу.

1.4

Основные понятия

Алгоритм — это последовательность действий для достижения поставленной цели. Это план наших действий.

Язык программирования — это язык, который понимает компьютер. Есть русский, английский и другие языки, которые понимаем мы, а есть другие языки — языки программирования, которые понимает компьютер.

Программа — алгоритм, записанный на некотором языке программирования.

Этапы решения задачи

Теперь давайте разберем этапы решения задачи:

1. Постановка задачи — описание самой задачи;

2. Формализация — перевод на математический язык;

3. Алгоритмизация — придумывание алгоритма, который решает задачу;

4. Программирование — написание кода программы;

5. Тестирование — проверка работоспособности программы и корректности выходных данных.

Начинающие программисты пытаются пропустить последний этап. Я не советую так делать. Стоит сначала проверить самому программу на корректность работы, а потом сдавать в тестирующую систему. Постарайтесь придумать такие тесты, которые учитывают все различные ситуации.

Настоятельно советую всегда решать задачи по этим этапам. Так вы сэкономите массу времени и напишете правильные программы без ошибок.

Среда разработки

Среда разработки (IDE) позволяет писать код, компилировать (собирать у компилятора в"голове") его и отлаживать (искать ошибки). Она удобна тем, что в ней есть множество встроенных функций, которые, например, за вас заполнят стандартные строки кода. IDE подчеркнет ошибки синтаксиса и покажет причину, по которой программа не работает. Среда разработки помогает найти эту ошибку с помощью отладки.

При использовании языка C# я рекомендую среду разработки Visual Studio.

Установка Visual Studio

Во время установки программы нужно выбирать версию Community Edition. Это бесплатный инструмент для некоммерческого использования.

Когда откроется окно выбора компонентов, то единственный флажок нужно поставить у компонента"Разработка классических приложений.Net".

Этого достаточно, если вы совсем новичок. Компоненты можно будет добавить по мере необходимости.

Создание проекта

Запустите Visual Studio и нажмите «Создание проекта»:

В появившемся меню выберите «Консольное приложение:

Затем назовите проект на английском языке в поле «Имя проекта» (показано красной стрелкой), укажите куда нужно сохранять проект в «Расположение» (указано зеленой стрелкой) и нажимайте"Далее":

Первая программа

Visual Studio сгенерировала следующий шаблон кода:

Замените содержимое файла на:

using System;

namespace HelloWorld

{

class Program

{

static void Main(string[] args)

{

// Здесь будем писать код программы

}

}

}

И это уже готовая программа, только она не делает ничего.

Не углубляясь в подробности, посмотрим, из чего состоит программа. В первой строке записана команда using. Данная команда означает, что мы хотим обратиться к библиотеке, содержащей разные полезные вещи, которые написали за нас другие программисты. В данном случае есть библиотека System, с помощью которой наша программа сможет общаться с внешним миром.

Перейдем сразу к тому, что нам точно понадобится.

static void Main(string[] args)

{

// Здесь будем писать код программы

}

Main — это основная функция нашей программы, она будет запускаться автоматически при запуске программы. Когда-нибудь в наших программах будет несколько функций, и тогда первой из них будет запускаться Main. Пока же это основная и единственная наша функция. Внутри фигурных скобок мы будем писать свои программы. Вся логика программ будет начинаться после открывающей фигурной скобки и заканчиваться — закрывающей фигурной скобкой.

Сейчас внутри фигурных скобок содержится комментарий. Он начинается с //, после чего до конца строки можно писать пояснения к программе. Комментарии не влияют на логику программы. Они нужны для комментирования кода. В будущем на месте данного комментария мы будем писать осмысленную программу.

Hello, World!

В программировании есть такая традиция — изучение любого языка начинается с написания программы, которая выводит на экран сообщение «Hello, World!»:

using System;

namespace HelloWorld

{

class Program

{

static void Main(string[] args)

{

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

}

}

}

У нас появилась новая строка:

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

Сonsole — это объект, который отвечает за консоль. Консоль — это черное окошко, которое появляется при запуске программы. Операция Write как раз и означает написать. «Console Write» переводится «Написать на консоль».

Текст для вывода на экран идет внутри круглых скобок и в двойных кавычках. Не забывайте ставить точку с запятой (;) там, где она есть в примерах кода. Почти после всех операторов в языке C# ставится точка с запятой (;).

Следует помнить:

Строка выведется ровно такая,

как указали внутри кавычек,

со всеми пробелами и символами.

Запуск программы

Давайте запустим нашу программу. Для этого нажмем комбинацию клавиш CTRL и F5. Если в программе есть ошибка, система сообщит нам, что запуск не удался. Ошибки будут перечислены в окне «Список ошибок». Если всё правильно, то появится чёрное окно консоли с надписью"Hello, World!":

Чтобы закрыть консоль, необходимо нажать любую клавишу.