Manual C#

[Ari--Slash]

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TEMA 1: Introducción a Microsoft.NET

Microsoft.NET

Microsoft.NET es el conjunto de nuevas tecnologías en las que Microsoft ha estado trabajando durante los últimos años con el objetivo de obtener una plataforma sencilla y potente para distribuir el software en forma de servicios que puedan ser suministrados remotamente y que puedan comunicarse y combinarse unos con otros de manera totalmente independiente de la plataforma, lenguaje de programación y modelo de componentes con los que hayan sido desarrollados. Ésta es la llamada plataforma .NET, y a los servicios antes comentados se les denomina servicios Web.

Para crear aplicaciones para la plataforma .NET, tanto servicios Web como aplicaciones tradicionales (aplicaciones de consola, aplicaciones de ventanas, servicios de Windows NT, etc.), Microsoft ha publicado el denominado kit de desarrollo de software conocido como .NET Framework SDK, que incluye las herramientas necesarias tanto para su desarrollo como para su distribución y ejecución y Visual Studio.NET, que permite hacer todo la anterior desde una interfaz visual basada en ventanas. Ambas herramientas pueden descargarse gratuitamente desde http://www.msdn.microsoft.com/net, aunque la última sólo está disponible para subscriptores MSDN Universal (los no subscriptores pueden pedirlo desde dicha dirección y se les enviará gratis por correo ordinario)

El concepto de Microsoft.NET también incluye al conjunto de nuevas aplicaciones que Microsoft y terceros han (o están) desarrollando para ser utilizadas en la plataforma .NET. Entre ellas podemos destacar aplicaciones desarrolladas por Microsoft tales como Windows.NET, Hailstorm, Visual Studio.NET, MSN.NET, Office.NET, y los nuevos  servidores para empresas de Microsoft (SQL Server.NET, Exchange.NET, etc.)

Common  Language Runtime (CLR)

El Common Language Runtime (CLR) es el núcleo de la plataforma .NET. Es el motor encargado de gestionar la ejecución de las aplicaciones para ella desarrolladas y a  las  que ofrece numerosos servicios que simplifican su desarrollo y favorecen su fiabilidad y seguridad. Las principales características y servicios que ofrece el CLR son:

Modelo de programación consistente: A todos los servicios y facilidades ofrecidos por el CLR se accede de la misma forma: a través de un modelo de programación orientado a objetos. Esto es una diferencia importante respecto al modo de acceso a los servicios ofrecidos por los algunos sistemas operativos actuales (por ejemplo, los de la familia Windows), en los que a algunos servicios se les accede a través de llamadas a funciones globales definidas en DLLs y a otros a través de objetos (objetos COM en el caso de la familia Windows)

Modelo de programación sencillo: Con el CLR desaparecen muchos elementos complejos incluidos en los sistemas operativos actuales (registro de Windows, GUIDs, HRESULTS, IUnknown, etc.) El CLR no es que abstraiga al programador de estos conceptos, sino que son conceptos que no existen en la plataforma .NET

Eliminación del "infierno de las DLLs": En la plataforma .NET desaparece el problema conocido como "infierno de las DLLs" que se da en los sistemas operativos actuales de la familia Windows, problema que consiste en que al sustituirse versiones viejas de DLLs compartidas por versiones nuevas puede que aplicaciones que fueron diseñadas para ser ejecutadas usando las viejas dejen de funcionar si las nuevas no son 100% compatibles con las anteriores. En la plataforma .NET las versiones nuevas de las DLLs pueden coexistir con las viejas, de modo que las aplicaciones diseñadas para ejecutarse usando las viejas podrán seguir usándolas tras instalación de las nuevas. Esto, obviamente, simplifica mucho la instalación y desinstalación de software.

Ejecución multiplataforma: El CLR actúa como una máquina virtual, encargándose de ejecutar las aplicaciones diseñadas para la plataforma .NET. Es decir, cualquier plataforma para la que exista una versión del CLR podrá ejecutar cualquier aplicación .NET. Microsoft ha desarrollado versiones del CLR para la mayoría de las versiones de Windows: Windows 95, Windows 98, Windows ME, Windows NT 4.0, Windows 2000, Windows XP y Windows CE (que puede ser usado en CPUs que no sean de la familia x86) Por otro lado Microsoft ha firmado un acuerdo con Corel para portar el CLR a Linux y también hay terceros que están desarrollando de manera independiente versiones de libre distribución del CLR para Linux. Asimismo, dado que la arquitectura del CLR está totalmente abierta, es posible que en el futuro se diseñen versiones del mismo para otros sistemas operativos.

Integración de lenguajes: Desde cualquier lenguaje para el que exista un compilador que genere código para la plataforma .NET es posible utilizar código generado para la misma usando cualquier otro lenguaje tal y como si de código escrito usando el primero se tratase. Microsoft ha desarrollado un compilador de C# que genera código de este tipo, así como versiones de sus compiladores de Visual Basic (Visual Basic.NET) y C++ (C++ con extensiones gestionadas) que también lo generan y una versión del intérprete de JScript (JScript.NET) que puede interpretarlo. La integración de lenguajes es tal que es posible escribir una clase en C# que herede de otra escrita en Visual Basic.NET que, a su vez, herede de otra escrita en C++ con extensiones gestionadas.

Gestión de memoria: El CLR incluye un recolector de basura que evita que el programador tenga que tener en cuenta cuándo ha de destruir los objetos que dejen de serle útiles. Este recolector es una aplicación que se activa cuando se quiere crear algún objeto nuevo y se detecta que no queda memoria libre para hacerlo, caso en que el recolector recorre la memoria dinámica asociada a la aplicación, detecta qué objetos hay en ella que no puedan ser accedidos por el código de la aplicación, y los elimina para limpiar la memoria de "objetos basura" y permitir la creación de otros nuevos. Gracias a este recolector se evitan errores de programación muy comunes como intentos de borrado de objetos ya borrados, agotamiento de memoria por olvido de eliminación de objetos inútiles o solicitud de acceso a miembros de objetos ya destruidos.

Seguridad de tipos: El CLR facilita la detección de errores de programación difíciles de localizar comprobando que toda conversión de tipos que se realice durante la ejecución de una aplicación .NET se haga de modo que los tipos origen y destino sean compatibles.

Aislamiento de procesos: El CLR asegura que desde código perteneciente a un determinado proceso no se pueda  acceder a código o datos pertenecientes a otro, lo que evita errores de programación muy frecuentes e impide que unos procesos puedan atacar a otros. Esto se consigue gracias al sistema de seguridad de tipos antes comentado, pues evita que se  pueda convertir un objeto a un tipo de mayor tamaño que el suyo propio, ya que al tratarlo como un objeto de mayor tamaño podría accederse a espacios en memoria ajenos a él que podrían pertenecer a otro proceso. También se consigue gracias a que no se permite acceder a posiciones arbitrarias de memoria.

Tratamiento de excepciones: En el CLR todo los errores que se puedan producir durante la ejecución de una aplicación se propagan de igual manera: mediante excepciones. Esto es muy diferente a como se venía haciendo en los sistemas Windows hasta la aparición de la plataforma .NET, donde ciertos errores se transmitían mediante códigos de error en formato Win32, otros mediante HRESULTs y otros mediante excepciones.

El CLR permite que excepciones lanzadas desde código para .NET escrito en un cierto lenguaje se puedan capturar en código escrito usando otro lenguaje, e incluye mecanismos de depuración que pueden saltar desde código escrito para .NET en un determinado lenguaje a código escrito en cualquier otro. Por ejemplo, se puede recorrer la pila de llamadas de una excepción aunque ésta incluya métodos definidos en otros módulos usando otros lenguajes.

Soporte multihilo: El CLR es capaz de trabajar con aplicaciones divididas en múltiples hilos de ejecución que pueden ir evolucionando por separado en paralelo o intercalándose, según el número de procesadores de la máquina sobre la que se ejecuten. Las aplicaciones pueden lanzar nuevos hilos, destruirlos, suspenderlos por un tiempo o hasta que les llegue una notificación, enviarles notificaciones, sincronizarlos, etc.

Distribución transparente: El CLR ofrece la infraestructura necesaria para crear objetos remotos y acceder a ellos de manera completamente transparente a su localización real, tal y como si se encontrasen en la máquina que los utiliza.

Seguridad avanzada: El CLR proporciona mecanismos para restringir la ejecución de ciertos códigos o los permisos asignados a los mismos según su procedendecia o el usuario que los ejecute. Es decir, puede no darse el mismo nivel de confianza a código procedente de Internet que a código instalado localmente o procedente de una red local; puede no darse los mismos permisos a código procedente de un determinado fabricante que a código de otro; y puede no darse los mismos permisos a un mismo códigos según el usuario que lo esté  ejecutando  o según el  rol que éste desempeñe. Esto permite asegurar al administrador de un sistema que el código que se esté ejecutando no pueda poner en peligro la integridad de sus archivos, la del registro de Windows, etc.

Interoperabilidad con código antiguo: El CLR incorpora los mecanismos necesarios para poder acceder desde código escrito para la plataforma .NET a código escrito previamente a la aparición de la misma y, por tanto, no preparado para ser ejecutando dentro de ella. Estos mecanismos permiten tanto el acceso a objetos COM como el acceso a funciones sueltas de DLLs preexistentes (como la API Win32)

Como se puede deducir de las características comentadas, el CLR lo que hace es gestionar la ejecución de las aplicaciones diseñadas para la plataforma .NET. Por esta razón, al código de estas aplicaciones se le suele llamar código gestionado, y al código no escrito para ser ejecutado directamente en la plataforma .NET se le suele llamar código no gestionado.

Microsoft Intermediate Language (MSIL)

Ninguno de los compiladores que generan código para la plataforma .NET produce código máquina para CPUs x86 ni para ningún otro tipo de CPU concreta, sino que generan código escrito en el lenguaje intermedio conocido como Microsoft Intermediate Lenguage (MSIL) El CLR da a las aplicaciones la sensación de que se están ejecutando sobre una máquina virtual, y precisamente MSIL es el código máquina de esa máquina virtual. Es decir, MSIL es el único código que es capaz de interpretar el CLR, y por tanto cuando se dice que un compilador genera código para la plataforma .NET lo que se está diciendo es que genera MSIL.

MSIL ha sido creado por Microsoft tras consultar a numerosos especialistas en la escritura de compiladores y lenguajes tanto del mundo académico como empresarial. Es un lenguaje de un nivel de abstracción mucho más alto que el de la mayoría de los códigos máquina de las CPUs existentes, e incluye instrucciones que permiten trabajar directamente con objetos (crearlos, destruirlos, inicializarlos, llamar a métodos virtuales, etc.), tablas y excepciones (lanzarlas, capturarlas y tratarlas)

Ya se comentó que el compilador de C# compila directamente el código fuente a MSIL, que Microsoft ha desarrollado nuevas versiones de sus lenguajes Visual Basic (Visual Basic.NET) y C++ (C++ con extensiones gestionadas) cuyos compiladores generan MSIL, y que ha desarrollado un intérprete de JScript (JScript.NET) que genera código MSIL. Pues bien, también hay numerosos terceros que han anunciado estar realizando versiones para la plataforma .NET de otros lenguajes como APL, CAML, Cobol, Eiffel, Fortran, Haskell, Java (J#), Mercury, ML, Mondrian, Oberon, Oz, Pascal, Perl, Python, RPG, Scheme y Smalltalk.

La principal ventaja del MSIL es que facilita la ejecución multiplataforma y la integración entre lenguajes al ser independiente de la CPU y proporcionar un formato común para el código máquina generado por todos los compiladores que generen código para .NET. Sin embargo, dado que las CPUs no pueden ejecutar directamente MSIL, antes de ejecutarlo habrá que convertirlo al código nativo de la CPU sobre la que se vaya a ejecutar. De esto se encarga un componente del CLR conocido como compilador JIT (Just-In-Time) o jitter que va convirtiendo dinámicamente el código MSIL a ejecutar en código nativo según sea necesario. Este jitter se distribuye en tres versiones:

jitter normal: Es el que se suele usar por defecto, y sólo compila el código MSIL a código nativo a medida que va siendo necesario, pues así se ahorra tiempo y memoria al evitarse tener que compilar innecesariamente código que nunca se ejecute. Para conseguir esto, el cargador de clases del CLR sustituye inicialmente las llamadas a métodos de las nuevas clases que vaya cargando por llamadas a funciones auxiliares (stubs) que se encarguen de compilar el verdadero código del método. Una vez compilado, la llamada al stub es sustituida por una llamada directa al código ya compilado, con lo que posteriores llamadas al mismo no necesitarán compilación.

jitter económico: Funciona de forma similar al jitter normal solo que no realiza ninguna optimización de código al compilar sino que traduce cada instrucción MSIL por su equivalente en el código máquina sobre la que se ejecute. Esta especialmente pensado para ser usado en dispositivos empotrados que dispongan de poca potencia de CPU y poca memoria, pues aunque genere código más ineficiente es menor el tiempo y memoria que necesita para compilar. Es más, para ahorrar memoria este jitter puede descargar código ya compilado que lleve cierto tiempo sin ejecutarse y sustituirlo de nuevo por el stub apropiado. Por estas razones, este es el jitter usado por defecto en Windows CE,  sistema operativo que se suele incluir en los dispositivos empotrados antes mencionados.

Otra utilidad del jitter económico es que facilita la adaptación de la plataforma .NET a nuevos sistemas porque es mucho más sencillo de implementar que el normal. De este modo, gracias a él es posible desarrollar rápidamente una versión del CLR que pueda ejecutar aplicaciones gestionadas aunque sea de una forma poco eficiente, y una vez desarrollada es posible centrarse en desarrollar el jitter normal para optimizar la ejecución de las mismas.

prejitter: Se distribuye como una aplicación en línea de comandos llamada ngen.exe mediante la que es posible compilar completamente cualquier ejecutable o librería (cualquier ensamblado en general, aunque este concepto se verá más adelante) que contenga código gestionado y convertirlo a código nativo, de modo que posteriores ejecuciones del mismo se harán usando esta versión ya compilada y no se perderá tiempo en hacer la compilación dinámica.

La actuación de un jitter durante la ejecución de una aplicación gestionada puede dar la sensación de hacer que ésta se ejecute más lentamente debido a que ha de invertirse tiempo en las compilaciones dinámicas. Esto es cierto, pero hay que tener en cuenta que es una solución mucho más eficiente que la usada en otras plataformas como Java, ya que en .NET cada código no es interpretado cada vez que se ejecuta sino que sólo es compilado la primera vez que se llama al método al que pertenece. Es más, el hecho de que la compilación se realice dinámicamente permite que el jitter tenga acceso a mucha más información sobre la máquina en que se ejecutará la aplicación del que tendría cualquier compilador tradicional, con lo que puede optimizar el código para ella generado (por ejemplo, usando las instrucciones especiales del Pentium III si la máquina las admite, usando registros extra, incluyendo código inline, etc.) Además, como el recolector de basura de .NET mantiene siempre compactada la memoria dinámica las reservas de memoria se harán más rápido, sobre todo en aplicaciones que no agoten la memoria y, por tanto, no necesiten de una recolección de basura. Por estas razones, los ingenieros de Microsoft piensan que futuras versiones de sus jitters podrán incluso conseguir que el código gestionado se ejecute más rápido que el no gestionado.

Metadatos

En la plataforma .NET se distinguen dos tipos de módulos de código compilado: ejecutables (extensión .exe) y librerías de enlace dinámico (extensión .dll generalmente) Ambos son ficheros que contienen definiciones de tipos de datos, y la diferencia entre ellos es que sólo los primeros disponen de un método especial que sirve de punto de entrada a partir del que es posible ejecutar el código que contienen haciendo una llamada desde la línea de comandos del sistema operativo. A ambos tipos de módulos se les suele llamar ejecutables portables (PE), ya que su código puede ejecutarse en cualquiera de los diferentes sistemas operativos de la familia Windows para los que existe alguna versión del CLR.

El contenido de un módulo no es sólo MSIL, sino que también consta de otras dos áreas muy importantes: la cabecera de CLR y los metadatos:

La cabecera de CLR es un pequeño bloque de información que indica que se trata de un módulo gestionado e indica es la versión del CLR que necesita, cuál es su firma digital, cuál es su punto de entrada (si es un ejecutable), etc.

Los metadatos son un conjunto de datos organizados en forma de tablas que almacenan información sobre los tipos definidos en el módulo, los miembros de éstos y sobre cuáles son los tipos externos al módulo a los que se les referencia en el módulo. Los metadatos de cada modulo los genera automáticamente el compilador al crearlo, y entre sus tablas se incluyen1:

Tabla
Descripción
ModuleDef
Define las características del módulo. Consta de un único elemento que almacena un identificador de versión de módulo (GUID creado por el compilador) y el nombre de fichero que se dio al módulo al compilarlo (así este nombre siempre estará disponible, aunque se renombre el fichero)
TypeDef
Define las características de los tipos definidos en el módulo. De cada tipo se almacena su nombre, su tipo padre, sus modificadores de acceso y referencias a los elementos de las tablas de miembros correspondientes a sus miembros.
MethodDef
Define las características de los métodos definidos en el módulo. De cada método se guarda su nombre, signatura (por cada parámetro se incluye una referencia al elemento apropiado en la tabla ParamDef), modificadores y posición del módulo donde comienza el código MSIL de su cuerpo.
ParamDef
Define las características de los parámetros definidos en el módulo. De cada parámetro se guarda su nombre y modificadores.
FieldDef
Define las características de los campos definidos en el módulo. De cada uno se almacena información sobre cuál es su nombre, tipo y modificadores.
PropertyDef
Define las características de las propiedades definidas en el módulo. De cada una se indica su nombre, tipo, modificadores y referencias a los elementos de la tabla MethodDef correspondientes a sus métodos set/get.
EventDef
Define las características de los eventos definidos en el módulo. De cada uno se indica su nombre, tipo, modificadores. y referencias a los elementos de la tabla MethodDef correspondientes a sus métodos add/remove.
AssemblyRef
Indica cuáles son los ensamblados externos a los que se referencia en el módulo. De cada uno se indica cuál es su nombre de fichero (sin extensión), versión, idioma y marca de clave pública.
ModuleRef
Indica cuáles son los otros módulos del mismo ensamblado a los que referencia el módulo. De cada uno se indica cuál es su nombre de fichero.
TypeRef
Indica cuáles son los tipos externos a los que se referencia en el módulo. De cada uno se  indica cuál es su nombre y, según donde estén definidos, una referencia a la posición adecuada en la tabla AssemblyRef o en la tabla ModuleRef.
MemberRef
Indican cuáles son los miembros definidos externamente a los que se referencia en el módulo. Estos miembros pueden ser campos, métodos, propiedades o eventos; y de cada uno de ellos se almacena información sobre su nombre y signatura, así como una referencia a la posición de la tabla TypeRef donde se almacena información relativa al tipo del que es miembro.
Tabla 1: Principales tablas de metadatos

Nótese que el significado de los metadatos es similar al de otras tecnologías previas a la plataforma .NET como lo son los ficheros IDL. Sin embargo, los metadatos tienen dos ventajas importantes sobre éstas: contiene más información y siempre se almacenan incrustados en el módulo al que describen, haciendo imposible la separación entre ambos. Además, como se verá más adelante, es posible tanto consultar los metadatos de cualquier módulo a través de las clases del espacio de nombres System.Reflection de la BCL como añadirles información adicional mediante atributos (se verá más  adelante)

Ensamblados

Un ensamblado es una agrupación lógica de uno o más módulos o ficheros de recursos (ficheros .GIF, .HTML, etc.) que se engloban bajo un nombre común. Un programa puede acceder a información o código almacenados en un ensamblado sin tener que conocer cuál es el fichero en concreto donde se encuentran, por lo que los ensamblados nos permiten abstraernos de la ubicación física del código que ejecutemos o de los recursos que usemos. Por ejemplo, podemos incluir todos los tipos de una aplicación en un mismo ensamblado pero colocando los más frecuentemente usados en un cierto módulo y los menos usados en otro, de modo que sólo se descarguen de Internet los últimos si es que se van a usar.

Todo ensamblado contiene un manifiesto, que son metadatos con información sobre las características del ensamblado. Este manifiesto puede almacenarse en cualquiera de los módulos que formen el ensamblado o en uno específicamente creado para ello, siendo lo último necesario cuando sólo contiene recursos (ensamblado satélite)

Las principales tablas incluidas en los manifiestos son las siguientes:

Tabla
Descripción
AssemblyDef
Define las características del ensamblado. Consta de un único elemento que almacena el nombre del ensamblado sin extensión, versión, idioma, clave pública y tipo de algoritmo de dispersión usado para hallar los valores de dispersión de la tabla FileDef.
FileDef
Define cuáles son los archivos que forman el ensamblado. De cada uno se da su nombre y valor de dispersión. Nótese que sólo el módulo que contiene el manifiesto sabrá qué ficheros que forman el ensamblado, pero el resto de ficheros del mismo no sabrán si pertenecen o no a un ensamblado (no contienen metadatos que les indique si pertenecen a un ensamblado)
ManifestResourceDef
Define las características de los recursos incluidos en el módulo. De cada uno se indica su nombre y modificadores de acceso. Si es un recurso incrustado se indica dónde empieza dentro del PE que lo contiene, y si es un fichero independiente se indica cuál es el elemento de la tabla FileDef correspondiente a dicho fichero.
ExportedTypesDef
Indica cuáles son los tipos definidos en el ensamblado y accesibles desde fuera del mismo. Para ahorrar espacio sólo recogen los que no pertenezcan al módulo donde se incluye el manifiesto, y de cada uno se indica su nombre, la posición en la tabla FileDef del fichero donde se ha implementado y la posición en la tabla TypeDef correspondiente a su definición.
AssemblyProccesorDef
Indica en qué procesadores se puede ejecutar el ensamblado, lo que puede ser útil saberlo si el ensamblado contiene módulos con código nativo (podría hacerse  usando C++ con extensiones gestionadas) Suele estar vacía, lo que indica que se puede ejecutar en cualquier procesador; pero si estuviese llena, cada elemento indicaría un tipo de procesador admitido según el formato de identificadores de procesador del fichero WinNT.h incluido con Visual Studio.NET (por ejemplo,  586 = Pentium, 2200 = Arquitectura IA64, etc.)
AssemblyOSDef
Indica bajo qué sistemas operativos se puede ejecutar el ensamblado, lo que puede ser útil si contiene módulos con tipos o métodos disponibles sólo en ciertos sistemas. Suele estar vacía, lo que indica que se puede ejecutar en cualquier procesador; pero si estuviese llena, indicaría el identificador de cada uno de los sistemas admitidos siguiendo el formato del WinNT.h de Visual Studio.NET (por ejemplo, 0 = familia Windows 9X, 1 = familia Windows NT, etc.) y el número de la versión del mismo a partir de la que se admite.
Tabla 2: Principales tablas de un manifiesto

Para asegurar que no se haya alterado la información de ningún ensamblado se usa el criptosistema de clave pública RSA. Lo que se hace es calcular el código de dispersión SHA-1 del módulo que contenga el manifiesto e incluir tanto este valor cifrado con RSA (firma digital) como la clave pública necesaria para descifrarlo en algún lugar del módulo que se indicará en la cabecera de CLR. Cada vez que se vaya a cargar en memoria el ensamblado se calculará su valor de dispersión de nuevo y se comprobará que es igual al resultado de descifrar el original usando su clave pública. Si no fuese así se detectaría que se ha adulterado su contenido.

Para asegurar también que los contenidos del resto de ficheros que formen un ensamblado no hayan sido alterados lo que se hace es calcular el código de dispersión de éstos antes de cifrar el ensamblado y guardarlo en el elemento correspondiente a cada fichero en la tabla FileDef del manifiesto. El algoritmo de cifrado usado por defecto es SHA-1, aunque en este caso también se da la posibilidad de usar MD5. En ambos casos, cada vez que se accede al fichero para acceder a  un tipo o recurso se calculará de nuevo su valor de dispersión y se comprobará que coincida con el almacenado en FileDef.

Dado que las claves públicas son valores que ocupan muchos bytes (2048 bits), lo que se hace para evitar que los metadatos sean excesivamente grandes es no incluir en las referencias a ensamblados externos de la tabla AssemblyRef las claves públicas de dichos ensamblados, sino sólo los 64 últimos bits resultantes de aplicar un algoritmo de dispersión a dichas claves. A este valor recortado se le llama marca de clave pública.

Hay dos tipos de ensamblados: ensamblados privados y ensamblados compartidos. Los privados se almacenan en el mismo directorio que la aplicación que los usa y sólo puede usarlos ésta, mientras que los compartidos se almacenan en un caché de ensamblado global (GAC) y pueden usarlos cualquiera que haya sido compilada referenciándolos.

Los compartidos han  de cifrase con RSA ya que lo que los identifica es en el GAC es su nombre (sin extensión) más su clave pública, lo que permite que en el GAC puedan instalarse varios ensamblados con el mismo nombre y diferentes claves públicas. Es decir, es como si la clave pública  formase parte del nombre del ensamblado, razón por la que a los ensamblados así cifrados se les llama ensamblados de nombre fuerte. Esta política permite resolver los conflictos derivados de que se intente instalar en un mismo equipo varios ensamblados compartidos con el mismo nombre pero procedentes de distintas empresas, pues éstas tendrán distintas claves públicas.

También para evitar problemas, en el GAC se pueden mantener múltiples versiones de un mismo ensamblado. Así, si una aplicación fue compilada usando una cierta versión de un determinado ensamblado compartido, cuando se ejecute sólo podrá hacer uso de esa versión del ensamblado y no de alguna otra más moderna que se hubiese instalado en el GAC. De esta forma se soluciona el problema del infierno de las DLL comentado al principio del tema.

En realidad es posible modificar tanto las políticas de búsqueda de ensamblados (por ejemplo, para buscar ensamblados  privados fuera del directorio de la  aplicación) como la política de aceptación de ensamblados compartidos (por ejemplo, para que se haga automáticamente uso de las nuevas versiones que se instalen de DLLs compartidas) incluyendo en el directorio de instalación de la aplicación un fichero de configuración en formato XML con las nuevas reglas para las mismas. Este fichero ha de llamarse igual que el ejecutable de la aplicación pero ha de tener extensión .cfg.

Librería de clase base (BCL)

La Librería de Clase Base (BCL) es una librería incluida en el .NET Framework formada por cientos de tipos de datos que permiten acceder a los servicios ofrecidos por el CLR y a las funcionalidades más frecuentemente usadas a la hora de escribir programas. Además, a partir de estas clases prefabricadas el programador puede crear nuevas clases que mediante herencia extiendan su funcionalidad y se integren a la perfección con el resto de clases de la BCL. Por ejemplo, implementando ciertos interfaces podemos crear nuevos tipos de colecciones que serán tratadas exactamente igual que cualquiera de las colecciones incluidas en la BCL.

Esta librería está escrita en MSIL, por lo que puede usarse desde cualquier  lenguaje cuyo compilador genere MSIL. A través de las clases suministradas en ella es posible desarrollar cualquier tipo de aplicación, desde las tradicionales aplicaciones de ventanas, consola o servicio de Windows NT hasta los novedosos servicios Web y páginas ASP.NET. Es tal la riqueza de servicios que ofrece que incluso es posible crear lenguajes que carezcan de librería de clases propia y sólo se basen en la BCL -como C#.

Dada la amplitud de la BCL, ha sido necesario organizar las clases en ella incluida en espacios de nombres que agrupen clases con funcionalidades similares. Por ejemplo, los espacios de nombres más usados son:

Espacio de nombres
Utilidad de los tipos de datos que contiene
System
Tipos muy frecuentemente usados, como los los tipos básicos, tablas, excepciones, fechas, números aleatorios, recolector de basura, entrada/salida  en consola, etc.
System.Collections
Colecciones de datos de uso común como pilas, colas, listas, diccionarios, etc.
System.Data
Manipulación de bases de datos. Forman la denominada arquitectura ADO.NET.
System.IO
Manipulación de ficheros y otros flujos de datos.
System.Net
Realización de comunicaciones en red.
System.Reflection
Acceso a los metadatos que acompañan a los módulos de código.
System.Runtime.Remoting
Acceso a objetos remotos.
System.Security
Acceso a la política de seguridad en que se basa el CLR.
System.Threading
Manipulación de hilos.
System.Web.UI.WebControls
Creación de interfaces de usuario basadas en ventanas para aplicaciones Web.
System.Windows.Forms
Creación de interfaces de usuario basadas en ventanas para aplicaciones estándar.
System.XML
Acceso a datos en formato XML.
Tabla 3: Espacios de nombres de la BCL más usados

Common Type System (CTS)

El Common Type System (CTS) o Sistema de Tipo Común es el conjunto de reglas que han de seguir las definiciones de tipos de datos para que el CLR las acepte. Es decir, aunque cada lenguaje gestionado disponga de su propia sintaxis para definir tipos de datos, en el MSIL resultante de la compilación de sus códigos fuente se han de cumplir las reglas del CTS. Algunos ejemplos de estas reglas son:

Cada tipo de dato puede constar de cero o más miembros. Cada uno de estos miembros puede ser un campo, un método, una propiedad o un evento.

No puede haber herencia múltiple, y todo tipo de dato ha de heredar directa o indirectamente de System.Object.

Los modificadores de acceso admitidos son:

Modificador
Código desde el que es accesible el miembro
public
Cualquier código
private
Código del mismo tipo de dato
family
Código del mismo tipo de dato o de hijos de éste.
assembly
Código del mismo ensamblado
family and assembly
Código del mismo tipo o de hijos de éste ubicado en el mismo ensamblado
family or assembly
Código del mismo tipo o de hijos de éste, o código ubicado en el mismo ensamblado
Tabla 4: Modificadores de acceso a miembros admitidos por el CTS

Common Language Specification (CLS)

El Common Language Specification (CLS) o Especificación del Lenguaje Común es un conjunto de reglas que han de seguir las definiciones de tipos que se hagan usando un determinado lenguaje gestionado si se desea que sean accesibles desde cualquier otro lenguaje gestionado. Obviamente, sólo es necesario seguir estas reglas en las definiciones de tipos y miembros que sean accesibles externamente,  y no la en las de los privados. Además, si no importa la interoperabilidad entre lenguajes tampoco es necesario seguirlas. A continuación se listan algunas de reglas significativas del CLS:

Los tipos de datos básicos admitidos son bool, char, byte, short, int, long, float, double, string y object Nótese pues que no todos los lenguajes tienen porqué admitir los tipos básicos enteros sin signo o el tipo decimal como lo hace C#.

Las tablas han de tener una o más dimensiones, y el número de dimensiones de cada tabla ha de ser fijo. Además, han de indexarse empezando a contar desde 0.

Se pueden definir tipos abstractos y tipos sellados. Los tipos sellados no pueden tener miembros abstractos.

Las excepciones han de derivar de System.Exception, los delegados de System.Delegate, las enumeraciones de System.Enum, y los tipos por valor que no sean enumeraciones de System.ValueType.

Los métodos de acceso a propiedades en que se traduzcan las definiciones get/set de éstas han de llamarse de la forma get_X y set_X respectivamente, donde X es el nombre de la propiedad; los de acceso a indizadores han de traducirse en métodos get_Item y set_Item; y en el caso de los eventos, sus definiciones add/remove han de traducirse en métodos add_X y remove_X.

En las definiciones de atributos sólo pueden usarse enumeraciones o datos de los siguientes tipos: System.Type, string, char, bool, byte, short, int, long, float, double y object.

En un mismo ámbito no se pueden definir varios identificadores cuyos nombres sólo difieran en la capitalización usada. De este modo se evitan problemas al acceder a ellos usando lenguajes no sensibles a mayúsculas.

Las enumeraciones no pueden implementar interfaces,  y todos sus campos han de ser estáticos y del mismo tipo. El tipo de los campos de una enumeración sólo puede ser uno de estos cuatro tipos básicos: byte, short, int o long.

[Ari--Slash]

Tema 2: Introducción a C#

Origen y necesidad de un nuevo lenguaje

C# (leído en inglés "C Sharp" y en español "C Almohadilla") es el nuevo lenguaje de propósito general diseñado por Microsoft para su plataforma .NET. Sus principales creadores son Scott Wiltamuth y Anders Hejlsberg, éste último también conocido por haber sido el diseñador del lenguaje Turbo Pascal y la herramienta RAD Delphi.

Aunque es posible escribir código para la plataforma .NET en muchos otros lenguajes, C# es el único que ha sido diseñado específicamente para ser utilizado en ella, por lo que programarla usando C# es mucho más sencillo e intuitivo que hacerlo con cualquiera de los otros lenguajes ya que C# carece de elementos heredados innecesarios en .NET. Por esta razón, se suele decir que C# es el lenguaje nativo de .NET

La sintaxis y estructuración de C# es muy parecida a la de C++ o Java, puesto que la intención de Microsoft es facilitar la migración de códigos escritos en estos lenguajes a C# y facilitar su aprendizaje a los desarrolladores habituados a ellos. Sin embargo, su sencillez y el alto nivel de productividad son comparables con los de Visual Basic.

Un lenguaje que hubiese sido ideal utilizar para estos menesteres es Java, pero debido a problemas con la empresa creadora del mismo -Sun-, Microsoft ha tenido que desarrollar un nuevo lenguaje que añadiese a las ya probadas virtudes de Java las modificaciones que Microsoft tenía pensado añadirle para mejorarlo aún más y hacerlo un lenguaje orientado al desarrollo de componentes.

En resumen, C# es un lenguaje de programación que toma las mejores características de lenguajes preexistentes como Visual Basic, Java o C++ y las combina en uno solo. El hecho de ser relativamente reciente no implica que sea inmaduro, pues Microsoft ha escrito la mayor parte de la BCL usándolo, por lo que su compilador es el más depurado y optimizado de los incluidos en el .NET Framework SDK

Características de C#

Con la idea de que los programadores más experimentados puedan obtener una visión general del lenguaje, a continuación se recoge de manera resumida las principales características de C# Alguna de las características aquí señaladas no son exactamente propias del lenguaje sino de la plataforma .NET en general, y si aquí se comentan es porque tienen una repercusión directa en el lenguaje:

Sencillez: C# elimina muchos elementos que otros lenguajes incluyen y que son innecesarios en .NET. Por ejemplo:

El código escrito en C# es autocontenido, lo que significa que no necesita de ficheros adicionales al propio fuente tales como ficheros de cabecera o ficheros IDL

El tamaño de los tipos de datos básicos es fijo e independiente del compilador, sistema operativo o máquina para quienes se compile (no  como en C++), lo que facilita la portabilidad del código.

No se incluyen elementos poco útiles de lenguajes como C++ tales como macros, herencia múltiple o la necesidad de un operador diferente del punto (.) acceder a miembros de espacios de nombres (

Modernidad: C# incorpora en el propio lenguaje elementos que a lo largo de los años ha ido demostrándose son muy útiles para el desarrollo de aplicaciones y que en otros lenguajes como Java o C++ hay que simular, como un tipo básico decimal que permita realizar operaciones de alta precisión con reales de 128 bits (muy útil en el mundo financiero), la inclusión de una instrucción foreach que permita recorrer colecciones con facilidad y es ampliable a tipos definidos por el usuario, la inclusión de un tipo básico string para representar cadenas o la distinción de un tipo bool específico para representar valores lógicos.

Orientación a objetos: Como todo lenguaje de programación de propósito  general  actual, C# es un lenguaje orientado a objetos, aunque eso es más bien una característica del CTS que de C#. Una diferencia de este enfoque orientado a objetos respecto al de otros lenguajes como C++ es que el de C# es más puro en tanto que no admiten ni funciones ni variables globales sino que todo el código y datos han de definirse dentro de definiciones de tipos de datos, lo que reduce problemas por conflictos de nombres y facilita la legibilidad del código.

   C# soporta todas las características propias del paradigma de programación    orientada a objetos: encapsulación, herencia y polimorfismo.

   En lo referente a la encapsulación es importante señalar que aparte de los típicos    modificadores public, private y protected, C# añade un cuarto modificador llamado internal, que puede combinarse con protected e indica que al elemento a cuya definición precede sólo puede accederse desde su mismo ensamblado.

   Respecto a la herencia -a diferencia de C++ y al igual que Java- C# sólo admite herencia simple de clases ya que la múltiple provoca más quebraderos de cabeza que facilidades y en la mayoría de los casos su utilidad puede ser simulada con facilidad mediante herencia múltiple de interfaces. De todos modos, esto vuelve a ser más bien una característica propia del CTS que de C#.

Por otro lado y a diferencia de Java, en C# se ha optado por hacer    que todos los métodos sean por defecto sellados y que los redefinibles hayan de   marcarse con el modificador virtual (como en C++), lo que permite evitar errores derivados de redefiniciones accidentales. Además, un efecto secundario    de esto es que las llamadas a los métodos serán más eficientes por defecto al no tenerse que buscar en la tabla de funciones virtuales la implementación de los mismos a la que se ha de llamar. Otro efecto secundario es que permite que las llamadas a los métodos virtuales se puedan hacer más eficientemente al contribuir a que el tamaño de dicha tabla se reduzca.

Orientación a componentes: La propia sintaxis de C# incluye elementos propios del diseño de componentes que otros lenguajes tienen que simular mediante construcciones más o menos complejas. Es decir, la sintaxis de C# permite definir cómodamente propiedades (similares a campos de acceso controlado), eventos (asociación controlada de funciones de respuesta a notificaciones) o atributos (información sobre un tipo o sus miembros)

Gestión automática de memoria: Como ya se comentó, todo lenguaje de .NET tiene a su disposición el recolector de basura del CLR. Esto tiene el efecto en el lenguaje de que no es necesario incluir instrucciones de destrucción de objetos. Sin embargo, dado que la destrucción de los objetos a través del recolector de basura es indeterminista y sólo se realiza cuando éste se active –ya sea por falta de memoria, finalización de la aplicación o solicitud explícita en el fuente-, C# también proporciona un mecanismo de liberación de recursos determinista a través de la instrucción using.

Seguridad de tipos: C# incluye mecanismos que permiten asegurar que los accesos a tipos de datos siempre se realicen correctamente, lo que permite evita que se produzcan errores difíciles de detectar por acceso a memoria no perteneciente a ningún objeto y es especialmente necesario en un entorno gestionado por un recolector de basura. Para ello se toman medidas del tipo:

Sólo se admiten conversiones entre tipos compatibles. Esto es, entre un tipo y antecesores suyos, entre tipos para los que explícitamente se haya definido un operador de conversión, y entre un tipo y un tipo hijo suyo del que un objeto del primero almacenase una referencia del segundo (downcasting) Obviamente, lo último sólo puede comprobarlo en tiempo de ejecución el CLR y no el compilador, por lo que en realidad el CLR y el compilador colaboran para asegurar la corrección de las conversiones.

No se pueden usar variables no inicializadas. El compilador da a los campos un valor por defecto consistente en ponerlos a cero y controla mediante análisis del flujo de control del fuente que no se lea ninguna variable local sin que se le haya asignado previamente algún valor.

Se comprueba que todo acceso a los elementos de una tabla se realice con índices que se encuentren dentro del rango de la misma.

Se puede controlar la producción de desbordamientos en operaciones aritméticas, informándose de ello con una excepción cuando ocurra. Sin embargo, para conseguirse un mayor rendimiento en la aritmética estas comprobaciones no se hacen por defecto al operar con variables sino sólo con constantes (se pueden detectar en tiempo de compilación)

A diferencia de Java, C# incluye delegados, que son similares a los punteros a funciones de C++ pero siguen un enfoque orientado a objetos,  pueden almacenar referencias a varios métodos simultáneamente, y se comprueba que los métodos a los que apunten tengan parámetros y valor de retorno del tipo indicado al definirlos.

Pueden definirse métodos que admitan un número indefinido de parámetros de un cierto tipo, y a diferencia lenguajes como C/C++, en C# siempre se comprueba que los valores que se les pasen en cada llamada sean de los tipos apropiados.

Instrucciones seguras: Para evitar errores muy comunes, en C# se han impuesto una serie de restricciones en el uso de las instrucciones de control más comunes. Por ejemplo, la guarda de toda condición ha de ser una expresión condicional y no aritmética, con lo que se evitan errores por confusión del operador de igualdad (==) con el de asignación (=); y todo caso de un switch ha de terminar en un break o goto que indique cuál es la siguiente acción a realizar, lo que evita la ejecución accidental de casos y facilita su reordenación.

Sistema de tipos unificado: A diferencia de C++, en C# todos los tipos de datos que se definan siempre derivarán, aunque sea de manera implícita, de una clase base común llamada System.Object, por lo que dispondrán de todos los miembros definidos en ésta clase (es decir, serán "objetos")

   A diferencia de Java, en C# esto también es aplicable a los tipos de datos básicos   Además, para conseguir que ello no tenga una repercusión negativa en su nivel de rendimiento, se ha incluido un mecanismo transparente de boxing y unboxing con el que se consigue que sólo sean tratados como objetos cuando la situación lo requiera, y  mientras tanto puede aplicárseles optimizaciones específicas.

   El hecho de que todos los tipos del lenguaje deriven de una clase común facilita enormemente el diseño de colecciones genéricas que puedan almacenar objetos de cualquier tipo.

Extensibilidad de tipos básicos: C# permite definir, a través de estructuras, tipos de datos para los que se apliquen las mismas optimizaciones que para los tipos de datos básicos. Es decir, que se puedan almacenar directamente en pila (luego su creación, destrucción y acceso serán más rápidos) y se asignen por valor y no por referencia. Para conseguir que lo último no tenga efectos negativos al pasar estructuras como parámetros de métodos, se da la posibilidad de pasar referencias a pila a través del modificador de parámetro ref.

Extensibilidad de operadores: Para facilitar la legibilidad del código y conseguir que los nuevos tipos de datos básicos que se definan a través de las estructuras estén al mismo nivel que los básicos predefinidos en el lenguaje, al igual que C++ y a diferencia de Java, C# permite redefinir el significado de la mayoría de los operadores -incluidos los de conversión, tanto para conversiones implícitas como explícitas- cuando se apliquen a diferentes tipos de objetos.

   Las redefiniciones de operadores se hacen de manera inteligente, de modo que a partir de una única definición de los operadores ++ y -- el compilador puede deducir automáticamente como ejecutarlos de manera prefijas y postifja; y definiendo operadores simples (como +), el compilador deduce cómo aplicar su  versión de asignación compuesta (+=) Además, para asegurar la consistencia, el compilador vigila que los operadores con opuesto siempre se redefinan por parejas (por ejemplo, si se redefine ==, también hay que redefinir !=)

   También se da la posibilidad, a través del concepto de indizador, de redefinir el significado del operador [] para los tipos de dato definidos por el usuario, con lo que se consigue que se pueda acceder al mismo como si fuese una tabla. Esto es muy útil para trabajar con tipos que actúen como colecciones de objetos.

Extensibilidad de modificadores: C# ofrece, a través del concepto de atributos, la posibilidad de añadir a los metadatos del módulo resultante de la compilación de cualquier fuente información adicional a la generada por el  compilador  que luego podrá ser consultada en tiempo ejecución a través de la librería de reflexión de .NET . Esto, que más bien es una característica propia de la plataforma .NET y no de C#, puede usarse como un mecanismo para definir nuevos modificadores.

Versionable: C# incluye una política de versionado que permite crear nuevas versiones de tipos sin temor a que la introducción de nuevos miembros provoquen errores difíciles de detectar en tipos hijos previamente desarrollados y ya extendidos con miembros de igual nombre a los recién introducidos.

   Si una clase introduce un nuevo método cuyas redefiniciones deban seguir la regla de llamar a la versión de su padre en algún punto de su código, difícilmente seguirían esta regla miembros de su misma signatura definidos en clases hijas previamente a la definición del mismo en la clase padre;  o si introduce un nuevo campo con el mismo nombre que algún método de una  clase hija, la clase hija dejará de funcionar. Para evitar que esto ocurra, en C# se toman dos medidas:

Se obliga a que toda  redefinición deba incluir el modificador override, con lo que la versión de la clase hija nunca sería considerada como una redefinición de la versión de miembro en la clase padre ya que no incluiría override. Para evitar que por accidente un programador incluya este modificador, sólo se permite incluirlo en miembros que tengan la misma  signatura que miembros marcados como redefinibles mediante el modificador virtual. Así además se evita el error tan frecuente en Java de creerse haber redefinido un miembro, pues si el miembro con override no existe en la clase padre se producirá un error de compilación.

Si no se considera redefinición, entonces se considera que lo que se desea es ocultar el método de la clase padre, de modo que para la clase hija sea como si nunca hubiese existido. El compilador avisará de esta decisión a través de un mensaje de aviso que puede suprimirse  incluyendo el modificador new en la definición del miembro en la clase hija para así indicarle explícitamente la intención de ocultación.

Eficiente: En principio, en C# todo el código incluye numerosas restricciones para asegurar su seguridad y no permite el uso de punteros. Sin embargo, y a diferencia de Java, en C# es posible saltarse dichas restricciones manipulando  objetos a través de punteros. Para ello basta marcar regiones de código como inseguras (modificador unsafe) y podrán usarse en ellas punteros de forma similar a cómo se hace en C++, lo que puede resultar vital para situaciones donde se necesite una eficiencia y velocidad procesamiento muy grandes.

Compatible: Para facilitar la migración de programadores, C# no sólo mantiene una sintaxis muy similar a C, C++  o Java que permite incluir directamente en código escrito en C# fragmentos de código escrito en estos lenguajes, sino que el CLR también ofrece, a través de los llamados Platform Invocation Services (PInvoke), la posibilidad de acceder a código nativo escrito como funciones sueltas no orientadas a  objetos tales como las DLLs de la API Win32. Nótese que la capacidad de usar punteros en código inseguro permite que se  pueda acceder con facilidad a este tipo de funciones, ya que éstas muchas veces esperan recibir o devuelven punteros.

   También es posible acceder desde código escrito en C# a objetos COM. Para facilitar esto, el .NET Framework SDK incluye una herramientas llamadas tlbimp y regasm mediante las que es posible generar automáticamente clases proxy que permitan, respectivamente, usar objetos COM desde .NET como si de objetos .NET se tratase y registrar objetos .NET para su uso desde COM.

Finalmente, también se da la posibilidad de usar controles ActiveX desde código .NET y viceversa. Para lo primero se utiliza la utilidad aximp, mientras que para lo segundo se usa la ya mencionada regasm.

Escritura de aplicaciones
Aplicación básica ¡Hola Mundo!

Básicamente una aplicación en C# puede verse  como un conjunto de uno o más ficheros de código fuente con las instrucciones necesarias para que la aplicación funcione como se desea y que son pasados al compilador para que genere un ejecutable. Cada uno de estos ficheros no es más que un fichero de texto plano escrito usando caracteres Unicode y siguiendo la sintaxis propia de C#.

Como primer contacto con el lenguaje, nada mejor que el típico programa de iniciación "¡Hola Mundo!" que lo único que hace al ejecutarse es mostrar por pantalla el mensaje ¡Hola Mundo! Su código es:1

1:   class HolaMundo
2:   {
3:      static void Main()
4:      {
5:         System.Console.WriteLine("¡Hola Mundo!");
6:      }
7:   }

Todo el código escrito en C# se ha de escribir dentro de una definición de clase, y lo que en la línea 1: se dice es que se va a definir una clase (class) de nombre HolaMundo1 cuya definición estará comprendida entre la llave de apertura de la línea 2: y su correspondiente llave de cierre en  la línea línea 7:

Dentro de la definición de la clase (línea 3:) se define un método de nombre Main cuyo código es el indicado entre la llave de apertura de la línea 4: y su respectiva llave de cierre (línea 6:) Un método no es más que un conjunto de instrucciones a las que se les asocia un nombre, de modo que para posteriormente ejecutarlas baste referenciarlas por su nombre en vez de tener que rescribirlas.

La partícula que antecede al nombre del método indica cuál es el tipo de valor que se devuelve tras la ejecución del método, y en este caso es void que significa que no se devuelve nada. Por su parte, los paréntesis colocados tras el nombre del método indican cuáles son los parámetros que éste toma, y el que estén vacíos significa que el método no toma ninguno. Los parámetros de un método permiten modificar el resultado de su ejecución en función de los valores que se les dé en cada llamada.

La palabra static que antecede a la declaración del tipo de valor devuelto es un  modificador del significado de la declaración de método que indica que el método  está asociado a la clase dentro de la que se define y no a los objetos que se creen a partir de ella. Main() es lo que se denomina el punto de entrada de la aplicación, que no es más que el método por el que comenzará su ejecución. Necesita del modificador static para evitar que para llamarlo haya que crear algún objeto de la clase donde se haya definido.

Finalmente, la línea 5: contiene la instrucción con el código a ejecutar, que lo que se  hace es solicitar la ejecución del método WriteLine() de la clase Console definida en el espacio de nombres System pasándole como parámetro la cadena de texto con el contenido ¡Hola Mundo! Nótese que las cadenas de textos son secuencias  de caracteres delimitadas por comillas dobles aunque dichas comillas no forman parte de la cadena. Por su parte, un espacio de nombres puede considerarse que es para las clases algo similar a lo que un directorio es para los ficheros: una forma de agruparlas.

El método WriteLine() se usará muy a menudo en los próximos temas, por lo que es conveniente señalar ahora que una forma de llamarlo que se utilizará en repetidas ocasiones consiste en pasarle un número indefinido de otros  parámetros de cualquier tipo e incluir en el primero subcadenas de  la forma {i}. Con ello se consigue que se muestre por la ventana de consola la cadena que se le pasa como primer parámetro pero sustituyéndole las subcadenas {i} por el valor convertido en cadena de texto del parámetro que ocupe la posición i+2 en la llamada a WriteLine(). Por ejemplo, la siguiente instrucción mostraría Tengo 5 años por pantalla si x valiese 5:

   System.Console.WriteLine("Tengo {0} años", x);

Para indicar cómo convertir cada objeto en un cadena de texto basta redefinir su método ToString(), aunque esto es  algo que no se verá hasta el Tema 5: Clases.

Antes de seguir es importante resaltar que C# es sensible a las mayúsculas, los que significa que no da igual la capitalización con la que se escriban los identificadores. Es decir, no es lo mismo escribir Console que COnsole o CONSOLE, y si se hace de alguna de las dos últimas formas el compilador producirá un error debido a que en el espacio de nombres System no existe ninguna clase con dichos nombres. En este sentido, cabe señalar que un error común entre programadores acostumbrados a Java es llamar al punto de entrada main en vez de Main, lo que provoca un error al compilar ejecutables en tanto que el compilador no detectará ninguna definición de punto de entrada.

Puntos de entrada

Ya se ha dicho que el  punto de entrada de una aplicación es un método de nombre Main que contendrá el código por donde se ha de iniciar la ejecución de la misma. Hasta ahora sólo se ha visto una versión de Main() que no toma parámetros y tiene como tipo de retorno void, pero en realidad todas sus posibles versiones son:

   static void Main()
   static int Main()
   static int Main(string[] args)
   static void Main(string[] args)

Como se ve, hay versiones de Main() que devuelven un valor de tipo int. Un int no es más que un tipo de datos capaz de almacenar valor enteros comprendidos entre –2.1471483.648 y 2.1471483.647, y el número devuelto por Main() sería interpretado como código de retorno de la aplicación. Éste valor suele usarse para indicar si la aplicación a terminado con éxito (generalmente valor 0) o no (valor según la causa de la terminación anormal), y en el Tema 8: Métodos se explicará como devolver valores.

También hay versiones de Main() que toman un parámetro donde se almacenará la lista de argumentos con los que se llamó a la aplicación, por lo que sólo es útil usar estas versiones del punto de entrada si la aplicación va a utilizar dichos argumentos para algo. El tipo de este parámetro es string[], lo que significa que es una tabla de cadenas de texto (en el Tema 5: Claes se explicará detenidamente qué son las tablas y las cadenas), y su nombre -que es el que habrá de usarse dentro del código de Main() para hacerle referencia- es args en el ejemplo, aunque podría dársele cualquier otro

Compilación en línea de comandos

Una vez escrito el código anterior con algún editor de textos –como el Bloc de Notas de Windows- y almacenado en formato de texto plano en un fichero HolaMundo.cs2, para compilarlo basta abrir una ventana de consola (MS-DOS en Windows), colocarse en el directorio donde se encuentre y pasárselo como parámetro al compilador así:

   csc HolaMundo.cs

csc.exe es el compilador de C# incluido en el .NET Framework SDK para Windows de Microsoft. Aunque en principio el programa de instalación del SDK lo añade automáticamente al path para poder llamarlo sin problemas desde cualquier directorio, si lo ha instalado a través de VS.NET esto no ocurrirá y deberá configurárselo ya sea manualmente, o bien  ejecutando el fichero por lotes Common7\Tools\vsvars32.bat que VS.NET incluye bajo su directorio de instalación, o abriendo la ventana de consola desde el icono Herramientas de Visual Studio.NET  Símbolo del sistema de Visual Studio.NET correspondiente al grupo de programas de VS.NET en el menú Inicio de Windows que no hace más que abrir la ventana de consola y llamar automáticamente a vsvars32.bat. En cualquier caso, si usa otros compiladores de C# puede que varie la forma de realizar la  compilación, por lo que lo que aquí se explica en  principio sólo será válido para los compiladores de C# de Microsoft para Windows.

Tras la compilación se obtendría un ejecutable llamado HolaMundo.exe cuya ejecución produciría la siguiente salida por la ventana de consola:

   ¡Hola Mundo!

Si la aplicación que se vaya a compilar no utilizase la ventana de consola para mostrar su salida sino una interfaz gráfica de ventanas, entonces habría que compilarla pasando  al compilador la opción /t con el valor winexe antes del nombre del fichero a compilar. Si no se hiciese así se abríría la ventana de consola cada vez que ejecutase la aplicación de ventanas, lo que suele ser indeseable en este tipo de aplicaciones. Así, para compilar Ventanas.cs como ejecutable de ventanas sería conveniente escribir:

   csc /t:winexe Ventanas.cs

Nótese que aunque el nombre winexe dé la sensación de que este valor para la opción /t sólo permite generar ejecutables de ventanas, en realidad lo que permite es generar ejecutables sin ventana de consola asociada. Por tanto, también puede usarse para generar ejecutables que no tengan ninguna interfaz asociada, ni de consola ni gráfica.

Si en lugar de un ejecutable -ya sea de consola o de ventanas- se desea obtener una librería, entonces al compilar hay que pasar al compilador la opción /t con el valor library. Por ejemplo, siguiendo con el ejemplo inicial habría que escribir:

   csc /t:library HolaMundo.cs

En este caso se generaría un fichero HolaMundo.dll cuyos tipos de datos podrían utilizarse desde otros fuentes pasando al compilador una referencia a los mismos mediante la opción /r. Por ejemplo, para compilar como ejecutable un fuente A.cs que use la clase HolaMundo de la librería HolaMundo.dll se escribiría:

   csc /r:HolaMundo.dll A.cs

En general /r permite referenciar a tipos definidos en cualquier ensamblado, por lo que  el valor que se le indique también puede ser el nombre de un ejecutable. Además, en cada compilación es posible referenciar múltiples ensamblados ya sea incluiyendo la opción /r una vez por cada uno o incluiyendo múltiples referencias en una única opción /r usando comas o puntos y comas como separadores. Por ejemplo, las siguientes tres llamadas al compilador son equivalentes:

   csc /r:HolaMundo.dll;Otro.dll;OtroMás.exe  A.cs
   csc /r:HolaMundo.dll,Otro.dll,OtroMás.exe A.cs
   csc /t:HolaMundo.dll /r:Otro.dll /r:OtroMás.exe A.cs

Hay que señalar que aunque no se indique nada, en toda compilación siempre se referencia por defecto a la librería mscorlib.dll de la BCL, que incluye los tipos de uso más frecuente. Si se usan tipos de la BCL no incluidos en ella habrá que incluir al compilar referencias a las librerías donde estén definidos (en la documentación del SDK sobre cada tipo de la BCL puede encontrar información sobre donde se definió)

Tanto las librerías como los ejecutables son ensamblados. Para generar un módulo de código que no forme parte de ningún ensamblado sino que contenga definiciones de tipos que puedan añadirse a ensamblados que se compilen posteriormente, el valor que ha de darse al compilar a la opción /t es module. Por ejemplo:

   csc /t:module HolaMundo.cs

Con la instrucción anterior se generaría un módulo llamado HolaMundo.netmodule que  podría ser añadido a compilaciones de ensamblados incluyéndolo como valor de la opción /addmodule. Por  ejemplo, para añadir el módulo anterior a la compilación del fuente librería Lib.cs como librería se escribiría:

   csc /t:library /addmodule:HolaMundo.netmodule Lib.cs

Aunque hasta ahora todas las compilaciones de ejemplo se han realizado utilizando un único fichero de código fuente, en realidad nada impide que se puedan utilizar más. Por ejemplo, para compilar los ficheros A.cs y B.cs en una librería A.dll se ejecutaría:

   csc /t:library A.cs B.cs

Nótese que el nombre que por defecto se dé al ejecutable generado siempre es igual al del primer fuente especificado pero con la extensión propia del tipo de compilación realizada (.exe para ejecutables, .dll para librerías y .netmodule para módulos) Sin embargo, puede especificárse  como valor en la opción /out del compilador cualquier otro tal y como muestra el siguiente ejemplo que compila el fichero A.cs como una librería de nombre Lib.exe:

   csc /t:library /out:Lib.exe A.cs

Véase que aunque se haya dado un nombre terminado en .exe al fichero resultante, éste sigue siendo una librería y no un ejecutable e intentar ejecutarlo produciría un mensaje de error. Obviamente no tiene mucho sentido darle esa extensión, y sólo se le ha dado en este ejemplo para demostrar que, aunque recomendable, la extensión del fichero no tiene porqué corresponderse realmente con el tipo de fichero del que se trate.

A la hora de especificar ficheros a compilar también se pueden utilizar los caracteres de comodín típicos del sistema operativo.  Por ejemplo, para compilar todos los ficheros con extensión .cs del directorio actual en una librería llamada Varios.dll se haría:

   csc /t:library /out:varios.dll *.cs

Con lo que hay que tener cuidado, y en especial al compilar varios fuentes, es con que no se compilen a la vez más de un tipo de dato con punto de entrada, pues entonces el compilador no sabría cuál usar como inicio de la aplicación. Para orientarlo, puede especificarse como valor de la opción /main el  nombre del tipo que contenga el Main() ha usar como punto de entrada. Así, para compilar los ficheros A.cs y B.cs en un ejecutable cuyo punto de entrada sea el definido en el tipo Principal, habría que escribir:

   csc /main:Principal A.cs B.cs

Lógicamente, para que esto funcione A.cs o B.cs tiene que contener alguna definición de algún tipo llamado Principal con un único método válido como punto de entrada (obviamente, si contiene varios se volvería a tener el problema de no saber cuál utilizar)

Compilación con Visual Studio.NET

Para compilar una aplicación en Visual Studio.NET primero hay que incluirla dentro de algún proyecto. Para ello basta pulsar el botón New Project en la página de inicio que se muestra nada más arrancar dicha herramienta, tras lo que se obtendrá una pantalla con el aspecto mostrado en la Ilustración 1.

En el recuadro de la ventana mostrada etiquetado como Project Types se ha de  seleccionar el tipo de proyecto a crear. Obviamente, si se va a trabajar en C# la opción que habrá que escoger en la misma será siempre Visual C# Projects.

En el recuadro Templates se ha de seleccionar la plantilla correspondiente al subtipo  de proyecto dentro del tipo indicado en Project Types que se va a realizar. Para realizar un ejecutable de consola, como es nuestro caso, hay que seleccionar el icono etiquetado como Console Application. Si se quisiese realizar una librería habría que seleccionar Class Library, y si se quisies realizar un ejecutable de ventanas habría que seleccionar Windows Application. Nótese que no se ofrece ninguna plantilla para realizar módulos, lo que se debe a que desde Visual Studio.NET no pueden crearse.
Por último, en el recuadro de texto Name se ha de escribir el nombre a dar al proyecto y en Location el del directorio base asociado al mismo. Nótese que bajo de Location aparecerá un mensaje informando sobre cual será el directorio donde finalmente se almacenarán los archivos del proyecto, que será el resultante de concatenar la ruta especificada para el directorio base y el nombre del proyecto.


Ilustración 1: Ventana de creación de nuevo proyecto en Visual Studio.NET

Una vez configuradas todas estas opciones, al pulsar botón OK Visual Studio creará toda la infraestructura adecuada para empezar a trabajar cómodamente en el proyecto. Como puede apreciarse en la Ilustración 2, esta infraestructura consistirá en la generación de un fuente que servirá de plantilla para la realización de proyectos del tipo elegido (en nuestro caso, aplicaciones de  consola en C#):


Ilustración 2: Plantilla para aplicaciones de consola generada por Visual Studio.NET
A partir de esta plantilla, escribir el código de la aplicación de ejemplo es tan sencillo con simplemente teclear System.Console.WriteLine("¡Hola Mundo!") dentro de la definición del método Main() creada por Visual Studio.NET. Claro está, otra posibilidad es borrar toda la plantilla y sustituirla por el código para HolaMundo mostrado anteriormente.

Sea haga como se haga, para compilar y ejecutar tras ello la aplicación sólo hay que pulsar CTRL+F5 o seleccionar Debug  Start Without Debugging en el menú principal de Visual Studio.NET. Para sólo compilar el proyecto, entonces hay que seleccionar Build  Rebuild All. De todas formas, en ambos casos el ejecutable generado se almacenará en el subdirectorio Bin\Debug del directorio del  proyecto.

En el extremo derecho de la ventana principal de Visual Studio.NET puede encontrar el denominado Solution Explorer (si no lo encuentra, seleccione View  Solution Explorer), que es una herramienta que permite consultar cuáles son los archivos que forman el proyecto. Si selecciona en él el icono correspondiente al proyecto en que estamos trabajando y pulsa View  Property Pages obtendrá una hoja de propiedades del proyecto con el aspecto mostrado en la Ilustración 3:


Ilustración 3: Hoja de propiedades del proyecto en Visual Studio.NET

Esta ventana permite configurar de manera visual la mayoría de opciones con las que se llamará al compilador en línea de comandos. Por ejemplo, para cambiar el nombre del fichero de salida (opción /out) se indica su nuevo nombre en el cuadro de texto Common Properties  General  Assembly Name, para cambiar el tipo de proyecto a generar (opción /t) se utiliza Common Properties  General  Output Type (como verá si intenta cambiarlo, no es posible generar módulos desde Visual Studio.NET), y el tipo que contiene el punto de entrada a utilizar (opción /main) se indica en Common Properties  General  Startup Object

Finalemente, para añadir al  proyecto referencias a ensamblados externos (opción /r) basta seleccionar Project  Add Reference en el menú principal de VS.NET.

[Ari--Slash]

no postee porfavor para no echar a perder el tuto

salu2