第一章 程式語言基本觀念
1-1 程式語言發展與種類 硬體與軟體程式程式語言種類 Basic 演進
硬體 (Hardware) 電腦組成的 5 大單元 3
軟體 (Software) 資料 V.S. 程式 0 1 的二進位表示法系統程式 V.S. 應用程式系統程式 : 較接近硬體底層的低階程式例如 : 作業系統 (Operating System) 編譯程式 (Compiler) 組譯程式 (Assembler) 連結程式 (Linker) 等 應用程式 : 架構在系統程式之上, 依據某種特殊需求而開發出來的軟體例如 :Office 帳務系統 電腦遊戲等等 4
系統程式 V.S. 應用程式階層圖 固態硬碟 5
程式語言 (Programming Language) 機器語言 低階語言 高階語言 機器語言 (Machine Language): 一連串的 0 1 二進位數字的組合, 又稱為機器碼 這些 0 1 的組合數字, 可能代表某種資料, 也可能代表某個指令 缺點 : 大多數的人無法了解或記憶這一連串的 0 1 數字所代表的涵義 6
程式語言 (Programming Language) 低階語言 (Low-level Language): 接近於機器語言的表示方法, 但卻使用人類比較容易記憶的單字形式來對應一連串的 0 1 組合 優點 : 速度快 ( 一一對應機器碼 ) 缺點 : (1) 硬體依附性高 ( 不同處理器使用不同的組合語言 ) (2) 仍舊無法被絕大多數人接受 ( 不夠接近自然語言 ) 7
程式語言 (Programming Language) 8051 機器語言指令 8051 組合語言指令 意義 00000100 INC 執行累加 1 10000100 DIV 執行除法 8051 組合語言指令與機器語言指令的對應 x86 機器語言 x86 組合語言 意義 0000001111001000 ADD CX,AX 執行暫存器加法 101110010011010000010010 MOV CX,1234H 將 CX 暫存器的值指定為 1234H x86 組合語言指令與機器語言指令的對應 組譯程式 (Assembler) : 又稱組譯器 ; 是一種用來將組合語言轉換為機器語言的一套程式 8
程式語言 (Programming Language) 高階語言 (High-level Language): 使用更接近人類思維的方式來設計程式, 當程式設計完成之後, 必須通過另外一些翻譯程式的翻譯後才能夠被電腦執行 高階語言的運算子通常具有比較強大的功能, 因此, 單一行的高階語言程式可能被翻譯成許多的機器碼以便完成複雜的工作 翻譯高階語言所使用的系統程式有兩種, 分別是編譯器 (compiler) 與直譯器 (interpreter) 優點 : (1) 撰寫容易 (2) 具有可攜性 (portable), 也就是較高的硬體獨立性 (machine independent) 9
程式語言 (Programming Language) 近年來, 由於整合式開發環境 (Integrated Development Environment, 簡稱 IDE) 的發展, 使得採用編譯器翻譯也同樣可以具有監督程式逐行執行的能力, 因此, 也改善了此類程式開發除錯的困難 Visual Basic 的翻譯工具 早期的 Basic( 如 GWBasic) 使用直譯器來翻譯 Basic 程式, 但後來的 Basic( 如 Quick Basic Visual Basic) 則可以使用編譯器將 Basic 程式編譯為執行檔 目前在 Visual Basic IDE 中, 若程式中有某些語法錯誤, 它仍舊會執行前面沒有發生錯誤的部分 ( 使用直譯器翻譯的特性 ), 但最後我們仍舊可以將 Visual Basic 程式編譯為執行檔 ( 使用編譯器翻譯的特性 )
BASIC 的發展與演進 BASIC 語言在 1964 年, 由 Dartmounth 學院的 John Kemeny 與 Thomas 共同發展 全名是 Beginner's All Purpose Instruction Code, 簡稱為 BASIC 一種專為初學者設計的程式語言, 語法接近人類所使用的自然語言與數學算式, 因此深受電腦初學者的喜愛 早期的 BASIC 屬於使用直譯器來翻譯程式, 因此可以一行一行地執行, 並且立刻看到執行的結果, 很容易被初學者接受
BASIC 的發展與演進 BASIC 語言的第一次大轉變 : 1975 年 Bill Gates 與 Paul Allen 在微處理機上開發 BASIC, 使 BASIC 風行於 PC 程式設計 1980 年代 Apple II 開啟了個人電腦時代, Basic 成為 Apple 電腦內建程式語言, 其後 IBM 相容 PC 流行, 各類 Basic 產品盛行 1988 年 Microsoft 推出的 Quick BASIC 4.5 版 ( 簡稱 QB) 改進了原本 BASIC 的缺點 QB 程式具結構化及模組化 由使用直譯器翻譯轉為可由編譯器翻譯, 具備可編譯執行檔的能力
BASIC 的發展與演進 BASIC 語言的第二次大轉變 : 1991 年 Microsoft 推出了 Visual Basic( 簡稱 VB) ( Visual -- 視覺化 ) Windows 作業系統的流行, 帶動圖形化使用者介面 (GUI;Graphics User Interface) 的設計需求 VB 是一套視覺化的程式開發工具 程式設計師可以非常直觀地編排使用者介面 ( 視窗程式的外觀 ) VB 沿襲了 BASIC 語言易學易懂的特性, 將介面操作的細節事先包裝起來, 以便程式設計師快速並輕易地撰寫程式
培基語言族譜 種類慣用簡稱版本編譯器備註 DOS QBASIC 6.22 無 MS-DOS 5.0 以後附贈 DOS GWBASIC 3.2 無 MS-DOS 4.1 以前附贈 DOS BASICA 無 PC-DOS 附贈 ETBASIC ETBASIC 2 無 倚天中文附贈 QuickBASIC QB 4.5 另有中文版 BASIC Compiler PDS 7.1 QB 的專業版 VB for DOS VBDOS 1 Turbo BASIC TB 1.5 2.0 版起改名為 Power BASIC Power BASIC PB 3.5 VB for Windows VB 6 目前最常用的 BASIC VB for Application VBA 5 無 微軟有意推廣為內建直譯器 WordBASIC WB (VBA) 6 無 新版改用 VBA VBScript VBScript 無 HTML 上使用的 basic 語言 VB.NET VB.NET 最新版的 VB ( 完全物件導向 ) VB2005 VS2005 Visual Studio2005 的一部份 VB2008 VS2008 Visual Studio2008 的一部份 VB2010 VS2010 Visual Studio2010 的一部份
1-2 程式處理流程 程式語言翻譯器 組合器 編譯器
程式語言 (Programming Language) 編譯器 VS 直譯器編譯器編譯器採用整批作業 (Batch) 方式來處理程式翻譯的工作, 換句話說, 當我們將程式設計完畢並交由編譯器翻譯之後, 編譯器會將翻譯結果存成一個目的檔 (object file), 而這個目的檔可經由連結其他目的檔及程式庫之後形成可執行檔 (execute file), 並由電腦直接執行 使用編譯器翻譯的程式語言 C C++( 編譯器為 gcc g++ VC++ BCB) Pascal Object Pascal ( 編譯器為 Delphi Kylix) 等等 不適合用於程式發展過程, 但可藉由 IDE 的協助改善此缺點 16
程式語言 (Programming Language) 直譯器翻譯程式時, 不會產生目的檔或可執行檔 翻譯程式時, 直譯器逐行讀入 翻譯程式並送交由電腦執行 每一次執行程式, 必須啟動直譯器重新翻譯程式 程式某處有錯誤時, 前面沒有錯誤的程式仍會被執行, 並且停留在錯誤的那一行程式 直譯器具有監督執行狀況的效果 適合用於程式開發過程 常見的 JavaScript VBScript Python 等都是採用直譯器翻譯的程式語言
Visual Basic 的基本精神 - 物件與 事件驅動 雖然 Visual Basic 2010 是完整的物件導向程式語言 (OOPL;Object-Oriented Program Language 物件導向設計理念 : 利用軟體模擬現實生活中實體所擁有的特性與行為 實體即 物件, 每一個物件都擁有各自的屬性 (Property) 方法 (Method) 及事件 (Event), 物件導向程式設計則是依照物件的方法產生互動以完成要求 物件 (Object) 屬性 (Property) 方法 (Method) 事件 (Event) 事件驅動 (Event driven) 18
Visual Basic 基本觀念 要瞭解應用程式的開發過程, 您最好能先瞭解 Visual Basic 的一些設計理念 因為 Visual Basic 是屬於 Windows 介面的程式開發語言, 所以必然在某方面會類似於 Windows 介面環境 如果您並不熟悉 Windows 的程式撰寫, 那麼您就需要先明白在 Windows 環境下撰寫程式, 和在其它環境下會有以下差異 Windows 的基本的觀念 : 視窗 事件和訊息 事件驅動的模式 互動式開發
物件 : 具有屬性 事件 對事件的回應和執行方法 Object: property, event, event procedure and method
Object Model Object ==> Noun Form and Controls Property ==> Adjective Color of a Form Method ==> Verb Move a Form 物件 ==> 名詞 表單與控制項 屬性 ==> 形容詞表單的顏色 方法 ==> 動詞移動表單
表單和控制項有自己的屬性 事件和方法 屬性事件方法
如果您以氣球這個物件來撰寫程式的話, 可能的 Visual Basic 程式碼將如下所示, 其作用是設定 氣球的屬性 : Balloon.Color = Red Balloon.Diameter = 10 Balloon.Inflated = True 您可以在程式碼中重覆這個陳述式, 並換一個不同的值, 來改變氣球的顏色 當您在設計應用程式時, 也可以在 屬性 視窗中來設定屬性
呼叫氣球的方法 : Balloon.Inflate Balloon.Deflate Balloon.Rise 5 它的語法與屬性的語法相似, 物件 ( 名詞 ) 後面緊跟著方法 ( 動詞 ), 氣球對事件的回應如下所示 : Sub Balloon_Puncture() Balloon.Deflate Balloon.MakeNoise "Bang" Balloon.Inflated = False Balloon.Diameter = 1 End Sub
Steps for Writing VB Projects 建立 Visual Basic 應用程式的主要步驟 : 建立介面 設定屬性 撰寫程式碼 編譯發行 Design/Define the User Interface Plan/Set the Properties Plan/Write the Code Test and Debug 要了解這些步驟如何完成, 謹以 Hello, world! 這個簡單的程式加以說明, 此應用程式只含有一個文字方塊及指令按鈕 當您按下指令按鈕後, 文字方塊中會出現 Hello, world! 的訊息
建立介面 表單是建立應用程式介面的基礎 您可使用表單來設計所需要的視窗和對話方塊 建立表單是您架構 Visual Basic 應用程式介面基礎的第一步, 這些表單將是應用程式介面的基礎, 接下來便是在表單內加入物件 在這個應用程式中, 您將會從工具箱中使用到兩個控制項 : 按鈕 控制項 (Control) 文字方塊 指令按鈕
設計 VB 程式的工作環境 表單設計區 工具箱 ( 表單上可用的控制項 ) 屬性視窗
設定屬性利用 屬性 視窗來為表單上所有物件設定屬性 在 檢視 功能表中選取 屬性視窗 指令 按一下工具列上的 屬性視窗 按鈕 或是使用控制項的快顯功能表, 都可以開啟 屬性 視窗
屬性 視窗是由以下的元件所組成 : 物件方塊 - 顯示讓您可設定屬性的物件名稱 按下物件方塊右邊的箭號, 會列出目前表單內的所有物件 類型頁籤 - 您可選擇按字母順序或性質分類 ( 例如像是與外觀 字型或位置有關的 ), 來排列屬性清單中的屬性 屬性清單 - 左欄顯示所選取物件的所有屬性, 右欄可讓您修改或檢視設定值
以 Hello, world! 為例 ; 您只需要改變三種屬性的設定值, 而其它所有的屬性則維持原先的預設值 物件 屬性 設定 表單 (Form) Text Hello, world! 文字方塊 (TextBox) Text 無 指令按鈕 (Button) Text OK
建立一個事件程序 在 物件 清單方塊中, 選取現用表單中的某個物件名稱在這個範例中, 請選取指令按鈕, 即 Command1 在 程序 清單方塊中, 選取此物件的某個事件名稱 在此, 選取的是 Click 程序, 因為它是指令按鈕的預設程序 程式碼 視窗內, 會顯示此事件程序的範本 : Private Sub Button1_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles Button1.Click TextBox1.Text = "Hello, world! End Sub 程式碼只是簡單地改變了 TextBox1 控制項的 Text 屬性, 將其指定為 Hello, world! 這個例子的語法是使用 Object.Property 的格式, 其中 TextBox1 是物件 ;Text 是屬性 您可以使用類似的語法來變更任何表單或控制項的屬性設定, 以回應應用程式在執行時所引發的事件
撰寫程式碼 (program code) 程式碼編輯器視窗是您撰寫 Visual Basic 程式碼的地方 程式碼是由語言陳述式 常數和宣告所組成 使用程式碼編輯器視窗, 您可以快速地檢視和編輯在您應用程式中的程式碼 開啟程式碼視窗 (program code editor) 在您要撰寫程式碼的表單或控制項上, 連按兩下滑鼠鍵 或在 專案總管 視窗, 選取表單或模組的名稱, 然後選擇 檢視程式碼 按鈕 Button1 按鈕的所有的事件 建立 Button1 按鈕 Click 事件的程序
建立事件程序 (Event Procedure) 在 Visual Basic 的應用程式中, 程式碼被分為幾個稱為程序的小區塊 事件程序就是當事件發生時 ( 例如您按了一下按鈕 ) 所執行的程式碼 控制項的事件程序包括控制項的名稱 (Name 屬性中所設定的 ) 底線 (_) 和事件名稱 例如,Button1_Click 事件程序就是在按下 Button1 的指令按鈕時, 所引發的事件程序 : Private Sub Button1_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e _ As System.EventArgs) Handles Button1.Click TextBox1.Text = "Hello, world! End Sub
認識 VB 整合開發環境 ( 實習 ) Step1 進入 VB 整合開發環境 Step2 建立新專案 Step3 認識設計工具窗格 Step4 編輯程式碼 Step5 在程式編輯模式和表單模式間切換 Step6 執行程式 Step7 儲存專案 Step8 查詢專案產生的相關檔案相關操作步驟請參閱書本 P1-17 至 P1-23 頁