Die Klassenbibliothek des .NET Framework

Die Klassenbibliothek des
.NET Framework
In diesem Kapitel lernen Sie
• woraus das Microsoft .NET Framework besteht.
• die wichtigsten Komponenten des .NET Framework kennen.
• die wichtigsten Namespaces kennen, aus denen sich die Klassenbibliothek
des .NET Framework zusammensetzt.
In den vorherigen Kapiteln haben Sie erfahren, wie Sie verwaltetes C++ zur
Erstellung einfacher Anwendungen verwenden. Nun wenden Sie sich der
Aufgabe zu, echte Microsoft .NET-Anwendungen zu erstellen, die GUIs,
Datenbanken, Webserver und all die anderen Mechanismen umfassen, die
moderne Microsoft Windows-Anwendungen auszeichnen. Und hier kommt
das .NET Framework ins Spiel.
Das .NET Framework ist die neue Klassenbibliothek, auf die Sie bei der Erstellung
von Windows-Anwendungen zugreifen. Sie ist umfangreich, relativ
komplex und bietet weit reichende Funktionalität. Dieses Kapitel gibt Ihnen
einen Überblick über das .NET Framework und dessen Leistungsfähigkeit,
und in späteren Kapiteln werden einige seiner Eigenschaften detailliert vorgestellt.
Was ist das .NET Framework?
Das .NET Framework ist eine Plattform, die von Microsoft zur Vereinfachung
der Entwicklung moderner Anwendungen wie etwa der Folgenden
entworfen wurde:
• Anwendungen, die hoch entwickelte GUI-Frontends verwenden
• Anwendungen, die das Internet verwenden
15
Die Klassenbibliothek des .NET Framework 15-1

• Anwendungen, die auf mehreren Computern verteilt werden
• Anwendungen, die einen anspruchsvollen Datenbankeinsatz erfordern
Das .NET Framework besitzt zwei Hauptkomponenten: die Common Language
Runtime (auch CLR genannt) und die Klassenbibliothek des .NET
Framework. In diesem Kapitel werden beide Komponenten vorgestellt.
Die Common Language Runtime
Sie haben die Common Language Runtime schon kennen gelernt, denn dabei
handelt es sich um den Teil von .NET, der die »Verwaltung« innerhalb der
verwalteten Erweiterungen für C++ bereitstellt. Die CLR ist eine Ausführungsengine
zur Laufzeit, die innerhalb der .NET-Umgebung für die Ausführung
von Code verantwortlich ist und Dienste wie Sicherheit, Speicherverwaltung
und Remoting (die Kommunikation zwischen Objekten aus unterschiedlichen
Domänen, Prozessen oder Computern) bereitstellt. Der Code,
der von der CLR ausgeführt wird, wird verwalteter Code genannt; ein Code,
der nicht der Steuerung durch die CLR unterliegt, ist dagegen nicht verwalteter
Code. Der gesamte Microsoft Visual Basic- und C#-Code ist verwaltet,
doch in Microsoft Visual C++ besteht die Möglichkeit, sowohl verwalteten
als auch nicht verwalteten Code zu schreiben. Außerdem können beide
Codetypen im gleichen Programm zusammenarbeiten.
Intermediate Language
Die Kompilierung aller .NET-Sprachen führt zu einer Zwischensprache, Intermediate
Language oder IL genannt. Diese Sprache ist auch unter der Bezeichnung
MSIL (Microsoft Intermediate Language) bekannt.
IL ähnelt Java-Bytecode darin, dass es sich um eine zwischengeschaltete
Codeform handelt, die vom Compiler erstellt wird und nicht direkt auf einem
Zielsystem ausgeführt werden kann. IL-Code ist auch portierbar. Im Gegensatz
zu Java wird IL-Code allerdings vor der Ausführung immer in nativen
Code konvertiert; diese Aufgabe übernimmt ein JIT-Compiler (Just-In-Time-
Compiler). Diese Konvertierung kann nach Bedarf ausgeführt werden, also
Funktion für Funktion während der Programmausführung, oder insgesamt im
Rahmen der Programminstallation.
Einer der großen Vorteile von IL liegt darin, dass es sich nicht einfach um
einen maschinenunabhängigen Objektcode auf niedriger Ebene handelt. Tatsächlich
ist die Unterstützung objektorientierter Funktionalität wie etwa die
Ideen von Klassen, Kapselung und Verbergen von Daten, Polymorphie und
Vererbung in IL integriert. Sie können IL daher als einen Typ einer objektori-
15-2 Kapitel 15

entierten Assemblersprache ansehen. IL ist dadurch wesentlich leistungsfähiger
als Java-Bytecode und ermöglicht Ihnen die sprachübergreifende objektorientierte
Programmierung, den einfachen Aufruf von Members in Klassen
des verwalteten C++ von Visual Basic aus und umgekehrt und sogar das
Vererben von einer Klasse des verwalteten C++ in Visual Basic.
Wenn Sie daran interessiert sind, wie IL aussieht, dann können Sie den IL-
Disassembler ILDASM verwenden, um eine ausführbare .NET-Datei zu öffnen
und den Code in IL anzuzeigen. Ein Beispiel hierfür finden Sie weiter
hinten in diesem Kapitel.
Das Common Type System
Das Common Type System (oder CTS) stellt eine Spezifikation dafür bereit,
wie Typen definiert, verwaltet und verwendet werden, und dies ist ein wichtiger
Teil der sprachübergreifenden .NET-Integration. Das CTS beschreibt eine
Menge von Regeln, denen Sprachen gehorchen müssen, und hilft damit, die
Zusammenarbeit von Typen sicherzustellen, die in unterschiedlichen Sprachen
erstellt wurden.
Die Common Language Specification
Die Common Language Specification (oder CLS) besteht aus einer Menge
von Regeln und Einschränkungen, denen die Hersteller von Compilern und
Bibliotheken folgen müssen. Damit wird sichergestellt, dass neue Sprachen
und neuer Code mit anderen .NET-Sprachen zusammenarbeiten. CLS bildet
eine Teilmenge von CTS, und wenn eine Sprache oder eine Bibliothek CLSkompatibel
ist, dann kann damit die uneingeschränkte Zusammenarbeit mit
anderen CLS-kompatiblen Sprachen garantiert werden.
Sie werden feststellen, dass in der Onlinedokumentation einige .NET-
Memberfunktionen als nicht CLS-kompatibel gekennzeichnet sind. Dies
bedeutet, dass einige .NET-Sprachen möglicherweise nicht darauf zugreifen
können. Beispielsweise sind solche Funktionen nicht CLS-kompatibel, die
nicht signierte Ganzzahlen verwenden, da die von der CLS spezifizierten
Typen keine nicht signierte Ganzzahlen umfassen; aus Visual Basic heraus
kann nicht auf diese Funktionen zugegriffen werden.
Hinweis
Die Klassenbibliothek des .NET Framework 15-3

Die Klassenbibliothek des .NET Framework
Die Klassenbibliothek des .NET Framework ist eine objektorientierte Bibliothek,
deren Klassen alle Tools bereitstellen, die zur Erstellung einer Vielzahl
unterschiedlicher Programme notwendig sind.
Seit der ersten Windows-Version erstellten Programmierer ihre Windows-
Anwendungen mit der Windows-API (Application Programming Interface).
Damit stehen Ihnen mehrere tausend C-Funktionen zur Verfügung, die Sie
aus Ihren Programmen heraus aufrufen können, um mit Windows zusammenzuarbeiten.
Allerdings sind mit der Windows-API zwei Probleme verbunden:
Sie ist nicht objektorientiert, und es handelt sich um eine C-Bibliothek, die
nicht so einfach aus jeder Sprache heraus verwendet werden kann.
Einer der Vorteile objektorientierter Programmierung liegt in der einfacheren
Strukturierung und Verwaltung umfangreicher Projekte. Die Windows-API
enthält inzwischen tausende von Funktionen, und es wird immer schwerer,
eine solche Sammlung nicht strukturierter Routinen zu verwalten. Neben
weiteren Vorteilen wie Kapselung und Polymorphie ermöglicht Ihnen die
objektorientierte Programmierung, den Code mit einer Struktur zu versehen,
sodass z.B. eine Klasse Dialog alle Funktionen enthalten kann, die sich auf
Dialogfelder beziehen. Eine Bibliothek von der Größe der Windows-API
kann dadurch wesentlich einfacher verwendet werden.
Das zweite Problem der Windows-API besteht darin, dass sie grundsätzlich
für C-Programmierer erstellt wurde und somit viele Eigenschaften verwendet,
die für C charakteristisch sind, beispielsweise Zeiger und mit Null terminierte
Zeichenfolgen. Dadurch ist es schwer und manchmal sogar unmöglich, die
Funktionalität aus anderen Sprachen als C oder C++ heraus zu nutzen. Es
bedeutet außerdem, dass tendenziell viele hässliche »Umwege« nötig sind,
um eine Schnittstelle zwischen Sprachen wie Visual Basic und der API zu
schaffen.
Die Klassenbibliothek des .NET Framework stellt Klassen bereit, die aus
jeder .NET-Sprache heraus genutzt werden können, da dies auf der IL-Ebene
geschieht. Alle .NET-Sprachen kompilieren den gleichen Zwischencode, und
da sie alle Verweise sowie eine gemeinsame Grundmenge von Wertetypen
verwenden, stehen die Klassen dieser Klassenbibliothek jeder Sprache zur
Verfügung. Dies ist ein großer Fortschritt, denn damit wird eine Zusammenarbeit
zwischen den Sprachen in einem Umfang ermöglicht, der bisher unerreicht
ist. In der Vergangenheit erweiterten Compilerhersteller, die mehrere
Sprachen unterstützten (etwa TopSpeed oder Salford), ihre Compiler, um den
gemeinsamen Einsatz ihrer Sprachen in mehrsprachigen Anwendungen zu
vereinfachen, doch niemand bot ein sprachunabhängiges Programmierframework
der Leistungsfähigkeit an, wie sie das .NET Framework bietet.
15-4 Kapitel 15

Die erste Version des .NET Framework basiert auf der Windows-Plattform,
doch beim Entwurf wurden zukünftige Portierungen auf andere Plattformen
berücksichtigt.
Metadaten
.NET-Klassen sind selbstbeschreibend, da sie in der EXE- oder DLL-Datei
mit Kommentarinformationen versehen sind. Diese Informationen, die so
genannten Metadaten, umfassen Folgendes:
? Name, Version und kulturspezifische Informationen (wie verwendete
Sprache und Kalender) der Assembly
? Die von der Assembly exportierten Typen
? Weitere Assemblies, auf denen diese Assembly basiert
? Für die Ausführung erforderliche Sicherheitsberechtigungen
? Informationen zu jedem Typ in der Assembly: Name, Sichtbarkeit, Basisklasse,
implementierte Schnittstellen und Details zu den Members
? Zusätzliche Attributinformationen
Bei den meisten Informationen handelt es sich um Standardmetadaten, die
vom Compiler während der Erzeugung des IL-Codes erstellt werden, doch
Sie können Attribute verwenden, um weitere Metadateninformationen hinzuzufügen.
Die folgende Übung demonstriert, wie Sie die vom Compiler erstellten Standardmetadaten
ändern.
1. Erstellen Sie ein verwaltetes C++-Anwendungsprojekt mit der Bezeichnung
Meta1. Öffnen Sie den Projektmappen-Explorer, und sehen Sie sich
den Ordner Quelldateien an. Das Projekt umfasst drei C++-Quelldateien.
Meta1.cpp ist der Code der Anwendung, AssemblyInfo.cpp enthält Defin itionen
der Standardmetadatenelemente, die Sie ändern können, und
StdAfx.cpp dient dazu, die Headerdatei StdAfx.h einzuschließen.
2. Öffnen Sie die Datei AssemblyInfo.cpp. Die Datei enthält einige Zeilen,
die etwa wie folgt aussehen:
[assembly:AssemblyTitleAttribute("")];
[assembly:AssemblyDescriptionAttribute("")];
[assembly:AssemblyConfigurationAttribute("")];
[assembly:AssemblyCompanyAttribute("")];
[assembly:AssemblyProductAttribute("")];
[assembly:AssemblyCopyrightAttribute("")];
Hinweis
Die Klassenbibliothek des .NET Framework 15-5

[assembly:AssemblyTrademarkAttribute("")];
[assembly:AssemblyCultureAttribute("")];
Sie fügen Metadaten in C++-Code ein, indem Sie die betreffenden Angaben
in eckige Klammern ([ ]) einschließen. Der Teil assembly: am Anfang
zeigt an, dass es sich um ein Attribut handelt, das sich auf eine Assembly
bezieht, und nicht um einen Typ innerhalb einer Assembly. Sie können eine
Standardattributmenge verwenden, um die Metadaten zu ändern, die in
eine Assembly kompiliert wurden. Die meisten dieser Attribute sind in
AssemblyInfo.cpp aufgelistet.
3. Bearbeiten Sie die Zeile AssemblyCompanyAttribute, und fügen Sie einen
passenden Namen wie etwa den Folgenden ein:
[assembly:AssemblyCompanyAttribute("Acme Rocket Sled, Inc.")];
4. Erstellen Sie nun das Projekt, womit automatisch die Assembly für Sie
erstellt wird. Wie können Sie sich vergewissern, dass die Metadaten in der
Assembly Ihre Änderung widerspiegeln? Eine Möglichkeit, dies zu überprüfen,
bietet ILDASM, der IL-Disassembler. ILDASM ist Teil des .NET
SDK und bei der Beta 2 im Verzeichnis \Programme\Microsoft.NET-
\FrameworkSDK\Bin gespeichert. Sie starten das Programm entweder aus
diesem Verzeichnis oder öffnen eine Microsoft Visual Studio .NET-
Eingabeaufforderung, wozu Sie im Menü Start auf Programme und dann
auf Microsoft Visual Studio .NET 7.0, Visual Studio .NET Tools und auf
Visual Studio .NET-Eingabeaufforderung klicken. Es wird ein Konsolenfenster
geöffnet, in dem der Pfad entsprechend festgelegt ist, sodass alle
Visual Studio .NET- und .NET SDK-Verzeichnisse eingeschlossen sind.
Geben Sie also einfach ildasm ein, um das Programm zu starten.
5. Nachdem das ILDASM-Fenster geöffnet wurde, verwenden Sie das Menü
Datei, um nach der ausführbaren Datei Met1.exe zu suchen und sie zu öffnen.
Sie sollten in etwa Folgendes sehen:
6. Doppelklicken Sie auf MANIFEST; daraufhin wird ein weiteres Fenster
mit den Metadaten der Assembly geöffnet. Zeigen Sie die Zeile AssemblyCompanyAttribute
an, die wie folgt aussehen sollte:
.custom instance void
[mscorlib]System.Reflection.AssemblyCompanyAttribute::.ctor(string)
= ( 01 00 16 41 63 6D 65 20 52 6F 63 6B 65 74 20 53 // ...Acme Rocket S
6C 65 64 2C 20 49 6E 63 2E 00 00 ) // led, Inc...
15-6 Kapitel 15

Der Inhalt wird zwar in Hexadezimaldarstellung repräsentiert, doch Sie
sehen, dass die Metadaten Ihre Änderungen am Projekt widerspiegeln.
Assemblies
Assemblies sind die grundlegenden Bausteine, aus denen .NET-
Anwendungen konstruiert werden, und diese wiederum bilden die grundlegende
Einheit für Weitergabe und Versionszuweisung. Assemblies enthalten
IL-Code, Metadaten mit Informationen über die Assembly und deren Inhalte
sowie weitere Dateien, die für die Ausführung zur Laufzeit notwendig sind.
Eine Assembly ist daher wesentlich selbstständiger als eine übliche unter
Windows ausführbare Datei oder ein COM-Objekt, da keine Abhängigkeiten
von externen Informationsquellen wie etwa der Windows-Registrierung existieren.
Jeder .NET-Typ ist Teil einer Assembly, und kein .NET-Typ kann
außerhalb einer Assembly existieren.
Es wurde gerade erwähnt, dass Assemblies die grundlegenden Einheiten in
der .NET-Welt darstellen. Dies gilt in vielerlei Hinsicht:
? Versionszuweisung. Die Assembly ist die kleinste Einheit, für die eine
Versionszuweisung erfolgt, und das Assembly-Manifest beschreibt die
Version der Assembly zusammen mit den Versionen aller sonstigen Assemblies,
auf denen sie basiert. Anhand dieser Informationen kann überprüft
werden, dass zur Laufzeit keine Komponenten mit falschen Ve rsionsinformationen
verwendet werden.
? Weitergabe. Assemblies werden nur bei Bedarf geladen, und sie sind
daher insbesondere für verteilte Anwendungen geeignet.
? Typ. Die Identität eines Typs umfasst auch die Assembly, in der er existiert.
Zwei identisch benannte Typen, die in unterschiedlichen Assemblies
existieren, werden als verschiedene Typen angesehen.
? Sicherheit. Es ist die Assembly-Grenze, an der Sicherheitsberechtigungen
geprüft werden.
Die Namespaces des .NET Framework
Die Klassenbibliothek des .NET Framework besteht aus einer Menge von
Klassen, Schnittstellen, Strukturen und Enumerationen, die in fast 100 Namespaces
enthalten sind. Dieser Abschnitt erläutert zunächst, wie Sie Name-
Die Klassenbibliothek des .NET Framework 15-7

Hinweis
spaces in verwaltetem C++-Code verwenden, und beschreibt dann die wichtigsten
.NET-Namespaces samt deren Funktion und Inhalts.
Sie haben .NET-Namespaces schon in verwaltetem C++-Code verwendet,
wenn Sie das C++-Schlüsselwort using wie im folgenden Beispiel eingesetzt
haben:
using namespace System::Collections;
Wie traditionelle C++-Namespaces bieten auch .NET-Namespaces eine zusätzliche
Ebene zur Unterscheidung von Gültigkeitsbereichen, die Sie bei der
Organisation des Codes und der Vermeidung von Doppelnamen unterstützt.
Zwei identisch benannte Klassen können in einem Programm zusammen
verwendet werden, solange sie zu verschiedenen Namespaces gehören. Enthält
ein Typname die Namespace-Information, dann handelt es sich um den
voll qualifizierten Namen, wie es das folgende Beispiel zeigt:
System::Collections::ArrayList // die Klasse ArrayList aus
// System::Collections
System::Threading::Thread // die Klasse Thread aus System::Threading
Namespace-Namen bestehen in .NET gewöhnlich aus mehreren Wörtern. In
verwaltetem C++ werden die Namenskomponenten durch den Operator ::
getrennt, in anderen .NET-Sprachen wie C# und Visual Basic dagegen durch
einen Punkt (.). Das obige Beispiel würde in Visual Basic daher folgendermaßen
lauten:
System.Collections.ArrayList
System.Threading.Thread
Alle Klassen, Schnittstellen, Strukturen und Enumerationen aus der Klassenbibliothek
des .NET Framework gehören zu einem Namespace. Microsoft
stellt Namespaces bereit, die entweder mit dem Präfix System oder mit Microsoft
beginnen. System weist darauf hin, dass der Namespace als Teil der Klassenbibliothek
des .NET Framework entwickelt wurde, während Microsoft auf
die Entwicklung durch andere Produktgruppen innerhalb von Microsoft verweist.
Namespace-Namen dürfen beliebig viele Komponenten enthalten, doch Namen
mit den gleichen Stammkomponenten sind nicht durch eine hierarchische
Beziehung miteinander verknüpft. Der hierarchische Aufbau von Namespace-Namen
bietet Ihnen einfach eine Möglichkeit, Ihre Klassen zu organisieren.
System::Collections::Specialized und System::Collections enthalten
beide Auflistungen, stehen jedoch in keiner anderen Beziehung zueinander.
Ein Hinweis für Java-Programmierer: .NET-Namespaces ähneln zwar Java-
Paketnamen, doch es gibt im Gegensatz zu Java keine Beziehung zwischen
Namespace-Namen und Verzeichnispfaden.
15-8 Kapitel 15

Es ist nicht erforderlich, dass alle Klassen eines Namespace in der gleichen
DLL definiert sind oder dass eine einzige DLL lediglich Klassen eines einzelnen
Namespace enthält.
Namespaces in C++-Programmen verwenden
Verwaltete C++-Programme verwenden die Präprozessordirektive #using, um
Metadaten mit den verwalteten Erweiterungen für C++ in ein Programm zu
importieren. Denken Sie daran, dass es sich bei Metadaten um Informationen
handelt, die die Typen in einer Assembly beschreiben, wobei die voll qualifizierten
Namen aller Typen darin enthalten sind. Angenommen, der Compiler
trifft auf eine Zeile wie die Folgende:
#using
Er lädt die DLL und liest die Metadaten aller darin definierten Typen. Da
mscorlib.dll den Hauptteil der .NET Framework-Klassen enthält, werden
hiermit die Metadaten von sehr vielen Typen geladen.
Zum aktuellen Zeitpunkt können Sie lediglich #using verwenden, um auf
Assemblies zu verweisen, die in DLLs definiert sind. Diese Einschränkung
könnte zukünftig aufgehoben werden, doch bisher sind nur Verweise auf
prozessinterne Komponenten erlaubt.
Das Schlüsselwort #using bedeutet, dass Sie wissen müssen, welche DLL die
benötigten Klassen enthält. Normalerweise stellt die Onlinehilfe die übliche
Quelle für diese Information dar. Wann immer ein Namespace in den folgenden
Abschnitten dieses Kapitels erwähnt wird, wird auch dessen DLL genannt.
Einige der voll qualifizierten Namen können sehr lang werden. Üblicherweise
wird daher eine traditionelle Direktive using verwendet, um Namespace-
Namen anzugeben. Sie können also auch nicht qualifizierte Namen verwenden,
wie das folgende Beispiel zeigt:
// Die Metadaten von MSCORLIB lesen
#using
// Alle Namen importieren
using namespace System::Collections;
// Nun können Sie ArrayList ohne Qualifikation verwenden
ArrayList* pal = new ArrayList();
Hinweis
Die Klassenbibliothek des .NET Framework 15-9

Der Namespace System
Der in mscorlib.dll definierte Namespace System enthält viele grundlegende
Klassen, darunter die Folgenden:
? Basisklassen für häufig verwendete Werte und Verweistypen sowie die
Basisklasse für Arrays
? Ereignisse und Ereignisbehandlungsroutinen
? Delegaten und Schnittstellen
? Attribute
? Ausnahmen
? Mathematische Operationen
? Verwaltung der Anwendungsumgebung
? Garbage Collection
? Lokaler und Remote-Programmaufruf
? Datentypkonvertierung
Sie haben schon viele Typen aus System in früheren Kapiteln kennen gelernt.
Da einige der anderen Klassen weniger bedeutend sind, werden sie nicht
detailliert vorgestellt. Die folgenden Abschnitte beschreiben einige Aspekte
einzelner Klassen aus System.
Basistypen
System implementiert alle Basistypen, die vom Common Type System definiert
werden. Die folgende Tabelle, die Sie schon aus Kapitel 9 kennen, listet
diese Typen auf.
Wertetyp Beschreibung Äquivalenter verwalteter
C++-Typ
Byte Nicht signierte 8-Bit-Ganzzahl char
SByte Signierte 8-Bit-Ganzzahl signed char
Int16 Signierte 16-Bit-Ganzzahl short
Int32 Signierte 32-Bit-Ganzzahl int or long
Int64 Signierte 64-Bit-Ganzzahl __int64
15-10 Kapitel 15

UInt16 Nicht signierte 16-Bit-Ganzzahl unsigned short
UInt32 Nicht signierte 32-Bit-Ganzzahl unsigned int oder
unsigned long
UInt64 Nicht signierte 64-Bit-Ganzzahl unsigned __int64
Single 32-Bit-Gleitkommazahl einfacher
Genauigkeit
Die Klassenbibliothek des .NET Framework 15-11
float
Double 64-Bit-Double-Gleitkommazahl double
Boolean Boolescher Wert bool
Char 16-Bit-Unicode-Zeichen wchar_t
Decimal 96-Bit-Dezimalwert Decimal
IntPtr Signierte Ganzzahl, deren Größe plattformabhängig
ist
UIntPtr Nicht signierte Ganzzahl, deren Größe
plattformabhängig ist
Kein integrierter Typ
Kein integrierter Typ
Beachten Sie, dass die nicht signierten Ganzzahltypen und SByte nicht CLSkompatibel
sind. Erstellen Sie Code, der von anderen .NET-Sprachen verwendet
werden soll, dann vermeiden Sie diese Typen.
Alle .NET-Sprachen bilden diese Typen auf native Typen ab. Verwaltetes
C++ bildet etwa int auf System::Int32 ab, aber Sie können die Typen ebenso
direkt verwenden.
Gleitkommatypen
Die Typen Single und Double implementieren IEEE-754-Gleitkommaarithmetik.
Dies bedeutet für nicht initialisierte Werte, dass jede Operation ein
definiertes Ergebnis besitzt und Sie bei Gleitkommaberechnungen nie eine
Division durch Null erhalten; möglich ist nur eine Zahl bzw. unendlich. Die
Gleitkommaklassen enthalten Werte, die positive und negative Unendlichkeit
sowie »keine Zahl« (»not a number«) repräsentieren, und sie stellen Methoden
bereit, mit denen geprüft werden kann, ob einer dieser Werte vorliegt,
wie das folgende Beispiel zeigt:
double top = 1.0;
double bottom = 0.0;
double result = top/bottom;
if (result == Double::PositiveInfinity)
Console::WriteLine("+unendlich");

else if (result == Double::NegativeInfinity)
Console::WriteLine("-unendlich");
else if (result == Double::Nan)
Console::WriteLine("Keine Zahl");
Die Collections-Namespaces
In Kapitel 12 haben Sie bereits die Auflistungsnamespaces System::Collections
und System::Collections::Specialized kennen gelernt. System::Collections
ist in mscorlib.dll implementiert, System::Collections::Specialized
dagegen in system.dll. Wenn Sie beide Namespaces
verwenden wollen, verwenden Sie zwei #using-Anweisungen wie
folgt:
#using
#using
Die folgende Tabelle beschreibt die Hauptklassen, die im Namespace System::Collections
enthalten sind.
Klasse Beschreibung
ArrayList Ein Array, dessen Größe dynamisch verändert werden kann.
BitArray Eine Klasse, die Boolesche Werte als einzelne Bits einer Ganzzahl
speichert.
Hashtable Eine Hashtabelle, in der Objekte nach dem Hashschlüssel sortiert
gespeichert werden.
Queue Eine Liste, in die Objekte an einem Ende hinzugefügt und am
anderen Ende ausgelesen werden.
SortedList Eine verknüpfte Liste, deren Elemente sortiert sind.
Stack Ein First in-Last out-Stack.
Die folgende Tabelle beschreibt die Hauptklassen des Namespace System::Collections::Specialized.
Klasse Beschreibung
BitVector32 Eine Klasse, die Boolesche Werte als einzelne Bits
einer 32-Bit-Ganzzahl speichert.
ListDictionary Ein Wörterbuch, das unter Verwendung einer
einfach verknüpften Liste implementiert ist.
NameValueCollection Eine sortierte Auflistung von Zeichenfolgenschlüsseln
und -werten.
15-12 Kapitel 15

StringCollection Eine nicht sortierte Auflistung von Zeichenfolgen.
StringDictionary Eine Hashtabelle, wobei der Schlüssel vom Typ
Zeichenfolge und kein Objekt ist.
StringEnumerator Ein Enumerator für die Zusammenarbeit mit
StringCollection.
Die Collections-Schnittstellen
Der Namespace System::Collections definiert auch einige Schnittstellen, die
zur Definition des Verhaltens der Auflistungsklasse dienen. Die Auflistungsklassen
selbst implementieren eine oder auch mehrere dieser Schnittstellen,
und Sie können sie als Basis verwenden, wenn Sie eigene Auflistungsklassen
erstellen. Die folgende Tabelle beschreibt die Hauptschnittstellen.
Schnittstelle Beschreibung
ICollection Definiert die Größe, den Enumerator und Synchonisierungsmethoden
für alle Auflistungen.
IComparer Definiert eine Methode für den Vergleich von zwei
Objekten.
IDictionary Wird von Auflistungen implementiert, die Schlüssel/Wert-Paare
verwalten, wie etwa HashTable
und ListDictionary.
IDictionaryEnumerator Definiert Methoden für die Enumeration von Elementen
in einem Wörterbuch.
IEnumerable Definiert die Methode GetEnumerator, die einen
IEnumerator zurückgibt. Wird von fast allen Auflistungen
implementiert.
IEnumerator Definiert die Eigenschaften und Methoden von
Enumeratoren.
IHashCodeProvider Wird von Klassen implementiert, die Hashcodewerte
bereitstellen.
IList Wird von Klassen implementiert, die indizierte
Objektauflistungen definieren.
Die Klassenbibliothek des .NET Framework 15-13

Der Diagnostics-Namespace
System::Diagnostics stellt Klassen für die folgenden Aufgaben bereit:
? Verfolgen der Programmausführung
? Interaktion mit dem Debugger
? Verwenden des Systemereignisprotokolls
? Starten von Systemprozessen
? Überwachen der Systemleistung
Alle Klassen in System::Diagnostics sind in system.dll implementiert.
Der IO-Namespace
Der in mscorlib.dll definierte Namespace System::IO stellt die Klassen bereit,
die die .NET-Ein-/Ausgabefunktionalität implementieren. Die folgende Tabelle
beschreibt die Hauptklassen in diesem Namespace.
Klasse Beschreibung
BinaryReader Liest primitive .NET-Typen aus einem Bytestream.
BinaryWriter Schreibt primitive .NET-Typen in einen Bytestream.
Directory Enthält statische Methoden für die Verzeichnisverarbeitung.
DirectoryInfo Repräsentiert einen Verzeichnispfad und enthält Methoden
für dessen Verarbeitung.
File Enthält statische Methoden für die Dateiverarbeitung.
FileInfo Repräsentiert einen Dateipfad und enthält Methoden für
dessen Verarbeitung.
FileStream Liest und schreibt unter Verwendung von Streams in
Dateien.
FileSystemInfo Die Basisklasse für FileInfo und DirectoryInfo
FileSystemWatcher
Überwacht Änderungen im Dateisystem und löst Ereignisse
aus, wenn eine Änderung auftritt.
IOException Diese Ausnahme tritt im Fall eines Ein-/Ausgabefehlers
auf.
15-14 Kapitel 15

MemoryStream Liest und schreibt Bytestreams aus dem und in den Speicher.
Path Repräsentiert Verzeichniszeichenfolgen auf eine plattformunabhängige
Weise.
Stream Die abstrakte Basis für die Streamklassen.
StreamReader Liest Unicode-Zeichen aus einem Bytestream.
StreamWriter Schreibt Unicode-Zeichen in einen Bytestream.
StringReader Liest Unicode-Zeichen aus einer Zeichenfolge.
StringWriter Schreibt Unicode-Zeichen in eine Zeichenfolge.
TextReader Die Basisklasse für StreamReader und StringReader.
TextWriter Die Basisklasse für StreamWriter und StringWriter.
Wie alle Klassen der Klassenbibliothek des .NET Framework sind auch diese
Klassen sprachenunabhängig. Sie können zusammen mit den C++-
Streamklassen oder stattdessen eingesetzt werden. Einige der System::IO-
Klassen werden in Kapitel 18 beschrieben.
Die Drawing-Namespaces
Einige dieser Namespaces stellen die gesamte Grafikfunktionalität für das
.NET Framework bereit:
? System::Drawing beinhaltet die grundlegende GDI+-
Zeichenfunktionalität. Dieser Namespace stellt einfache zweidimensionale
pixelorientierte Grafikfunktionen bereit.
? System::Drawing::Design erweitert System::Drawing um Funktionalität
zur Entwurfszeit, sodass Sie die Visual Studio .NET-Schnittstelle um benutzerdefinierte
Elemente erweitern können.
? System::Drawing:Drawing2D stellt leistungsfähigere zweidimensionale
Grafik- und Vektorgrafikfunktionen bereit.
? System::Drawing::Imaging ergänzt GDI+ um Bildverarbeitungsfunktionalität.
? System::Drawing::Printing ermöglicht Ihnen, den Druckvorgang anzupassen
und zu steuern.
Die Klassenbibliothek des .NET Framework 15-15

? System::Drawing::Text ergänzt GDI+ um leistungsfähige Typographieunterstützung,
darunter die Fähigkeit, Auflistungen von Schriften zu erstellen
und zu verwenden.
Die ursprüngliche Menge der Windows-Grafikroutinen wurde GDI (Graphical
Device Interface) genannt. Diese Schnittstelle stellte eine sehr einfache
Menge zweidimensionaler Grafikprimitiven bereit, die Ihnen das Zeichnen
von Linien, Kreisen, Rechtecken und anderen einfachen Formen sowie
Textzeichenfolgen ermöglichte. Das .NET Framework basiert auf dieser
Funktionalität, und dessen Grafikbibliothek trägt den Namen GDI+.
Weitere Informationen zu GDI+ erhalten Sie in Kapitel 18.
Der Forms-Namespace
Visual Basic-Programmierer sind seit geraumer Zeit an die Programmierung
mit Formularen gewöhnt. GUI-Anwendungen in Visual Basic bestehen aus
einigen Formularen, die jeweils aus einem Fenster auf oberster Ebene bestehen.
Die Entwickler wählen Steuerelemente, wie Schaltflächen und Listenfelder,
aus der Toolbox und ordnen sie im Formular an. Jedes Steuerelement
besitzt zugehörige Eigenschaften und Methoden. Der Eigenschafteneditor von
Visual Basic ermöglicht das interaktive Ändern von Eigenschaften zur Entwurfszeit.
Sowohl auf Methoden als auch auf Eigenschaften kann zur Laufzeit
aus dem Code heraus zugegriffen werden.
Der Namespace System::Windows::Forms, der in den Kapiteln 16 und 17
vorgestellt wird, stellt allen .NET-Sprachen einschließlich C++ die Grundlagen
für eine formularbasierte Entwicklung im Stil von Visual Basic zur Verfügung.
Dieser Namespace ist umfangreich und enthält über 300 Klassen,
Strukturen und Enumerationen. Die folgende Tabelle beschreibt einige der
wichtigsten Klassen, um Ihnen einen Überblick darüber zu verschaffen, was
zur Verfügung steht.
Klasse Beschreibung
Application Stellt Methoden und Eigenschaften für die Verwaltung
von Anwendungen bereit.
AxHost Kapselt ActiveX-Steuerelemente, sodass sie als Windows-Formularsteuerelemente
verwendet werden können.
Button Repräsentiert ein Windows-Steuerelement Button.
CheckBox Repräsentiert ein Windows-Steuerelement CheckBox.
CheckedListBox Repräsentiert ein Steuerelement ListBox, in dem links
15-16 Kapitel 15

von jedem Element ein Kontrollkästchen angeordnet ist.
Clipboard Ermöglicht den Zugriff auf die Systemzwischenablage.
ColorDialog Zeigt ein Standarddialogfeld zur Auswahl von Farben
an.
ComboBox Repräsentiert ein Windows-Steuerelement ComboBox.
Control Die Basisklasse für alle Steuerelemente.
Cursor Repräsentiert einen Cursor.
DataGrid Zeigt Microsoft ADO.NET-Daten in einem verschiebbaren
Raster an.
DateTimePicker Repräsentiert ein Windows-Steuerelement zur Auswahl
von Datum und Zeit.
DomainUpDown Repräsentiert ein Aufwärts/Abwärts-Windows-
Steuerelement zur Anzeige von Zeichenfolgenwerten.
FileDialog Zeigt ein Standarddialogfeld zum Öffnen oder Speichern
von Dateien an.
Form Repräsentiert ein Fenster oder ein Dialogfeld, das ein
Teil der Benutzerschnittstelle einer Anwendung ist.
Label Repräsentiert ein Windows-Steuerelement Label.
ListBox Repräsentiert ein Windows-Steuerelement ListBox.
ListView Zeigt eine Liste von Elementen in einer von vier Ansichten
an.
Panel Repräsentiert ein Windows-Steuerelement Panel.
RichTextBox Repräsentiert ein Windows-Steuerelement RichTextBox.
StatusBar Repräsentiert ein Windows-Steuerelement StatusBar.
TextBox Repräsentiert ein Windows-Steuerelement Textbox.
ToolBar Repräsentiert ein Windows-Steuerelement ToolBar.
Die Net-Namespaces
Die Netzwerkunterstützung wird von den Klassen System::Net und System::Net:Sockets
bereitgestellt. System::Net bietet eine Schnittstelle zu vielen
der heute üblichen Protokolle, wozu die Manipulation von IP-Adressen,
Die Klassenbibliothek des .NET Framework 15-17

die Ausführung von DNS-Lookups, die Kommunikation mit HTTP- und
FTP-Servern, die Verwaltung von Cookies und die Authentifizierung gehören.
System::Net::Sockets stellt eine Implementierung des Protokolls Berkeley
Sockets sowie einen .NET-Wrapper für die Windows WinSock-API bereit.
Die XML-Namespaces
XML wird im .NET Framework häufig verwendet, und daher unterstützen
verschiedene Namespaces die Erstellung und Bearbeitung von XML:
? System::Xml stellt die Basisklassen für die Verarbeitung von XML zur
Verfügung.
? System::Xml::Schema bietet Unterstützung für XML Schemas.
? System::Xml::Serialization ermöglicht die Serialisierung von .NET-
Objekten nach und von XML.
? System::Xml::XPath enthält den XPath-Parser und die Evaluation Engine.
? System::Xml::Xsl enthält den XSL-Prozessor.
Die Verwendung dieser Klassen ermöglicht es, XML in jeder beliebigen
Weise einzusetzen und zu verarbeiten. Dank dieser Klassen wird das .NET
Framework zu einer der produktivsten Umgebungen für die XML-
Programmierung.
Die Data-Namespaces
Die Namespaces System::Data enthalten die Klassen, die ADO.NET implementieren,
eine neue Version der Technologie Microsoft Active Data Object,
die für die Zusammenarbeit mit dem .NET Framework optimiert wurde. Sie
ermöglichen Ihnen die Erstellung von Komponenten, die Daten aus einer
Vielzahl von Datenquellen verwalten. Daten aus unterschiedlichen Datenquellen
werden von Datenprovidern bereitgestellt, wobei zwei davon mit dem
.NET Framework ausgeliefert werden. Der Datenprovider OLEDB verwendet
Microsoft COM-basierte Technologie, die die Verwendung vieler verschiedener
Datenquellen wie etwa relationale Datenbanktabellen, Excel-
Arbeitsblätter und sogar Textdateien ermöglicht, als handelte es sich um Datenbanken.
Der Datenprovider SQLClient arbeitet mit Daten von Microsoft
SQL Server.
Die wichtigste Klasse der System::Data-Namespaces ist DataSet, die einen
Speichercache mit Daten repräsentiert, die aus einer Datenquelle abgefragt
15-18 Kapitel 15

wurden. Ein DataSet besteht aus einem oder aus mehreren DataTable-
Objekten, wobei diese wiederum aus einer Auflistung von DataColumn-
Objekten bestehen.
Die Web-Namespaces
Da einer der Hauptgründe für die Einführung des .NET Framework in der
einfacheren Erstellung von Webanwendungen liegt, ist es wohl nicht überraschend,
dass das .NET Framework eine Anzahl von Namespaces enthält, die
sich auf die Webprogrammierung beziehen. Sie stehen alle in einer Beziehung
zu Microsoft ASP.NET, der aktuellsten Version der Technologie Microsoft
Active Server Pages, die für die Arbeit in der .NET-Umgebung optimiert
wurde.
Zu den wichtigsten Web-Namespaces gehören die Folgenden:
? System::Web stellt die grundlegende Funktionalität für Browser-To-
Server-Kommunikation über HTTP bereit, einschließlich der Klassen
HttpRequest und HttpResponse, die einer ASP.NET-Seite den Datenaustausch
mit dem Client über HTTP ermöglichen.
? System::Web::Mail erlaubt Ihnen das Aufbereiten und Versenden von E-
Mail-Anhängen unter Verwendung des SMTP-Dienstes, der in Windows
2000 integriert ist.
? System::Web::Security stellt Klassen bereit, die die Sicherheit in
ASP.NET implementieren.
? System::Web::Services stellt die Klassen bereit, die die Erstellung von
Web-Diensten ermöglichen.
? System::Web::UI enthält alle Klassen für die Erstellung von serverseitigen
Steuerelementen.
Die Leistungsmerkmale, die von diesen beiden Namespaces zur Verfügung
werden, verdienen besonderer Erwähnung. Insbesondere die Webdienste
gehören zu den leistungsfähigen neuen Eigenschaften des .NET Framework.
Ein Webdienst ist eine programmierbare Einheit, die auf einem Webserver
existiert und den Zugriff über Internetstandardprotokolle erlaubt. In der Praxis
bedeutet dies, dass Sie auf einem Webserver eine Funktion bereitstellen können,
die von anderen aufgerufen werden kann. Die Kommunikation zwischen
Client und Server basiert auf Standardprotokollen wie HTTP, und die Daten
werden gewöhnlich vom Webdienst im XML-Format unter Verwendung von
SOAP (Simple Object Access Protocol) weitergegeben. Die Verwendung von
XML über HTTP ermöglicht Clients, die in beliebigen Programmiersprachen
auf beliebigen Plattformen erstellt worden sind, den einfachen Zugriff auf
Webdienste. Außerdem kann abgefragt werden, welche Dienste ein Webser-
Die Klassenbibliothek des .NET Framework 15-19

ver unterstützt, und es ist in Visual Studio .NET sehr einfach, Clients zu erstellen,
die Webdienste verwenden.
Der Namespace System::Web::UI ermöglicht Ihnen die Erstellung von serverseitigen
Steuerelementen. Sie programmieren diese Steuerelemente wie normale
Steuerelemente, doch ihr Code wird auf dem Server ausgeführt. Der
Namespace System::Web::UI::HtmlControls enthält Klassen, die HTML-
Serversteuerelemente repräsentieren. Diese sind direkt auf HTML-
Standardelemente wie Schaltflächen und Formulare abbildbar. System::Web::UI::WebControls
ist abstrakter und unterstützt die Programmierung
von serverseitigen Steuerelementen, die nicht direkt auf HTML abbildbar
sind.
Zusammenfassung
Möchten Sie dann gehen Sie wie folgt vor:
Datenstrukturen wie etwa
dynamische Arrays, Listen
und Hashtabellen verwenden,
eine formularbasierte Anwendung
erstellen,
Verwenden Sie die Klassen der Namespaces
System::Windows::Collections und
System::Windows::Collections::Specialized.
Verwenden Sie die Klassen System::Windows::Forms
und leiten eine
Klasse aus System::Windows::Forms::Form
ab.
mit XML arbeiten, Sehen Sie sich die Klassen des Namespace
System::XML an.
die Programmausführung
verfolgen, mit dem Ereignisprotokoll
interagieren oder
die Systemleistung überwachen,
unter Verwendung von
ADO.NET mit Datenbanken
arbeiten,
Verwenden Sie die Klassen des Namespace
System::Diagnostics.
Sehen Sie sich die Namespaces System::Data
an.
15-20 Kapitel 15