第1章 引言
1.1 Visual Basic簡介
1.1.1 計(jì)算機(jī)語言和程序
日常生活中，人與人之間的交流需要語言來進(jìn)行，而人和計(jì)算機(jī)之間的交流，也需要語言來進(jìn)行，即需要計(jì)算機(jī)語言來交流。與人類的語言相似，計(jì)算機(jī)語言就是一套具有數(shù)字、字符、詞法和語法規(guī)則的系統(tǒng)，由這些規(guī)則組成計(jì)算機(jī)各種指令(或各種語句)，實(shí)現(xiàn)人與計(jì)算機(jī)之間的通訊。
那么，計(jì)算機(jī)語言又是如何實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)和人之間溝通的呢？這就是人和計(jì)算機(jī)之間的“中間人”——程序的功勞了。通過計(jì)算機(jī)語言(如常見的匯編語言、C語言和Basic語言等)編制程序，在程序中就可以表達(dá)我們的意圖，而程序則負(fù)責(zé)調(diào)度各種計(jì)算機(jī)資源(申請內(nèi)存和執(zhí)行計(jì)算等)來完成我們下達(dá)的命令。要通過程序向計(jì)算機(jī)傳達(dá)一個(gè)命令，必須經(jīng)過下面的步驟。
首先，在源文件中用程序設(shè)計(jì)語言表達(dá)指令。用戶通過計(jì)算機(jī)語言表達(dá)指令，通常，指令是記錄在文件中以源代碼的形式出現(xiàn)的。在進(jìn)行具體操作的時(shí)候，根據(jù)用戶所使用的開發(fā)平臺，具體的操作步驟可能有所不同。
然后，將源代碼編譯成可執(zhí)行文件。在源文件中記錄的指令通常是以高級程序設(shè)計(jì)語言表達(dá)的，這種語言接近于人類使用的自然語言。但是，對于計(jì)算機(jī)來說，這些符號是無法理解的，因此需要一個(gè)來完成這個(gè)“翻譯”工作的角色——編譯器。它負(fù)責(zé)將源代碼文件中以高級程序設(shè)計(jì)語言表達(dá)的指令翻譯成計(jì)算機(jī)可以理解的機(jī)器語言，并記錄在可執(zhí)行文件中(在Windows 開發(fā)平臺下，可執(zhí)行程序通常是一個(gè)擴(kuò)展名為.exe的文件)。經(jīng)過這個(gè)編譯過程后，就得到了可執(zhí)行的文件，也就使源代碼文件變?yōu)榱祟愃朴谶@樣的二進(jìn)制序列。
最后，計(jì)算機(jī)執(zhí)行可執(zhí)行程序。這些二進(jìn)制指令會被調(diào)入計(jì)算機(jī)，并遵照這些指令執(zhí)行，完成相關(guān)任務(wù)。
1.1.2 從機(jī)器語言到匯編語言
計(jì)算機(jī)工作基于二進(jìn)制，從根本上說，計(jì)算機(jī)只能識別由1和0組成的指令。在計(jì)算機(jī)發(fā)展的初期，一般計(jì)算機(jī)的指令長度為16位，即以16個(gè)二進(jìn)制數(shù)(0 或1)組成一條指令。16個(gè)0和1可以組成各種排列組合。例如，用讓計(jì)算機(jī)進(jìn)行一次加法運(yùn)算。用戶想要計(jì)算機(jī)知道和執(zhí)行自己的意圖，就要編寫許多條由1 和0 組成的指令，然后用紙袋穿孔機(jī)以人工的方法在特質(zhì)的黑色紙帶上穿孔，在指定的位置上有孔代表1，無孔代表0。一個(gè)程序往往需要一個(gè)長長的紙帶，在需要運(yùn)行此程序時(shí)就將紙帶裝在光電輸入機(jī)上，當(dāng)光電輸入機(jī)從紙帶讀入信息時(shí)，有孔處產(chǎn)生一個(gè)電脈沖，指令變成電信號，讓計(jì)算機(jī)執(zhí)行各種操作。
這種計(jì)算機(jī)能直接識別和接受的二進(jìn)制代碼稱為機(jī)器指令(machine instruction) ，機(jī)器指令的集合就是該計(jì)算機(jī)的機(jī)器語言(machine language) ，在語言的規(guī)則中規(guī)定各種指令的表現(xiàn)形式和作用。
顯然，機(jī)器語言與人們習(xí)慣用的語言差別太大，難學(xué)、難寫、難記、難檢查、難修改，且難以推廣使用，因此初期只有極少數(shù)的計(jì)算機(jī)專業(yè)人員會編寫這樣的計(jì)算機(jī)程序。
為了克服機(jī)器語言的上述缺點(diǎn)，人們創(chuàng)造出符號語言(symbolic language)，它用一些英文字母和數(shù)字表示一個(gè)指令，如ADD代表“加”，SUB代表“減”，LD代表“傳送”等。例如，兩個(gè)數(shù)相加的機(jī)器指令可以用下面符號指令代替：
ADD A，B (執(zhí)行A+B=>A，將寄存器中A 的數(shù)與寄存器B中的數(shù)相加，放到寄存器A中)
顯然，計(jì)算機(jī)并不能直接識別和執(zhí)行符號語言的指令，需要用一種稱為匯編程序的軟件，把符號語言的指令轉(zhuǎn)換為機(jī)器指令。一般地，一條符號語言的指令對應(yīng)轉(zhuǎn)換為一條機(jī)器指令，轉(zhuǎn)換的過程稱為“代真”或“匯編”語言，因此符號語言又稱為符號匯編語言(symbolic assembler language)或匯編語言(assembler language)。
1.1.3 從匯編語言到高級語言
雖然匯編語言比機(jī)器語言簡單好記一些，但仍然難以普及，只在專業(yè)人員中使用。不同型號計(jì)算機(jī)的機(jī)器語言和匯編語言是互不通用的，即用甲機(jī)器的機(jī)器語言編寫的程序在乙機(jī)器上不能使用。機(jī)器語言和匯編語言是完全依賴于具體機(jī)器特征的，是面向機(jī)器的語言。由于它“貼近”計(jì)算機(jī)，或者說離計(jì)算機(jī)“很近”，因此稱為計(jì)算機(jī)低級語言(low level language) 。
為了克服低級語言的缺點(diǎn)，20 世紀(jì)50 年代創(chuàng)造出了第一個(gè)計(jì)算機(jī)高級語言——FORTRAN 語言。它很接近于人們習(xí)慣使用的自然語言和數(shù)學(xué)語言。程序中用到的語句和指令使用英文單詞表示，所用的運(yùn)算符和運(yùn)算表達(dá)式與人們?nèi)粘Ｋ�用的�?shù)學(xué)式子差不多，很容易理解。程序運(yùn)行的結(jié)果用英文和數(shù)字輸出，十分方便。例如，在FORTRAN 語言程序中，若要輸出只需寫出下面這樣一個(gè)語句：
即可得到計(jì)算結(jié)果，顯然這是很容易理解和使用的。
這種語言功能很強(qiáng)，且不依賴于具體機(jī)器，用它寫出的程序?qū)θ魏涡吞柕挠?jì)算機(jī)都適用(或只需做很少的修改)。它與具體機(jī)器距離較遠(yuǎn)，故稱為計(jì)算機(jī)高級語言(high level language) 。
當(dāng)然，計(jì)算機(jī)是不能直接識別高級語言程序的，首先要進(jìn)行“翻譯”，用一種稱為編譯程序的軟件把用高級語言寫的程序(稱為源程序，source program) 轉(zhuǎn)換為機(jī)器指令的程序(稱為目標(biāo)程序，object program) ，然后讓計(jì)算機(jī)執(zhí)行機(jī)器指令程序，最后得到結(jié)果。高級語言的一個(gè)語句往往對應(yīng)多條機(jī)器指令。
自從有了高級語言后，一般的科技人員、管理人員、大中學(xué)生以及計(jì)算機(jī)愛好者，都能較容易地學(xué)會用高級語言編寫程序，指揮計(jì)算機(jī)進(jìn)行工作，而完全不顧什么機(jī)器指令，也可以不必深入懂得計(jì)算機(jī)的內(nèi)部結(jié)果和工作原理，就能得心應(yīng)手地利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行各種工作，為計(jì)算機(jī)的推廣普及創(chuàng)造了良好的條件。
數(shù)十年來，全世界涌現(xiàn)了2500 種以上高級語言，每種高級語言都有其特定的用途，其中應(yīng)用較廣泛的有100 多種，影響較大的有FORTRAN 和ALGOL(適合數(shù)值計(jì)算)、BASIC 和QBASIC(適合初學(xué)者的小型會話語言)、COBOL(適合商業(yè)管理)、Pascal(適合數(shù)學(xué)的結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)語言)、PL/1(大型通用語言)、LISP 和PROLOC(人工智能語言)、C(系統(tǒng)描述語言)、C++(支持面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的大型語言)、Visual Basic(支持面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的語言)和Java(適于網(wǎng)絡(luò)的語言)等。
1.1.4 Visual Basic 的發(fā)展史
BASIC 語言屬于高級語言的一種，英文名稱的全名是“Beginner’s All-Purpose Symbolic Instruction Code”，取其首字字母簡稱“BASIC”，就名稱的含意來看，是適用于“初學(xué)者的多功能符號指令碼”。最初，它是為初學(xué)計(jì)算機(jī)的人員設(shè)計(jì)的，作為交互計(jì)算的第一個(gè)語言，且附加了很多特征，簡單易學(xué)而且能適應(yīng)各種程序設(shè)計(jì)任務(wù)。
到了20 世紀(jì)70 年代，BASIC 語言得到了較全面的完善并能處理相當(dāng)復(fù)雜的應(yīng)用問題。BASIC 語言在早期發(fā)展過程中有很多版本，其中微軟公司于1987 年推出MSDOS 環(huán)境下的Quick BASIC ，克服了原BASIC 結(jié)構(gòu)化程度差和運(yùn)算速度慢的缺點(diǎn)，具有與FORTRAN 和C 語言相媲美的完善程度，有方便全面的編程環(huán)境和庫管理功能，可以說Quick BASIC 的易學(xué)性和BASIC 差不多，而功能則大為擴(kuò)充，因此得到了廣泛好評。
從20 世紀(jì)80 年代末到90 年代初，隨著Windows 操作系統(tǒng)的發(fā)展和逐步流行，PC 的操作方式由命令行的方式向圖形用戶界面方式轉(zhuǎn)變。Cooper 公司總裁Alan Cooper 開始開發(fā)一個(gè)新的開發(fā)環(huán)境，在這個(gè)開發(fā)環(huán)境中，甚至連基于窗口的用戶界面的屏幕布局都用鼠標(biāo)來驅(qū)動(dòng)，其目標(biāo)是針對那些為產(chǎn)生一個(gè)用戶界面連代碼都懶得寫的程序員。因此，他決定這個(gè)產(chǎn)品使用的語言應(yīng)該是BASIC 語言的一個(gè)變種。1991 年，在Alan Cooper 的工作成果基礎(chǔ)上，微軟公司推出了名為Visual Basic 的產(chǎn)品，版本號為1.0。程序員可以安裝它，并能立即寫出Windows 界面程序。雖然該產(chǎn)品功能很少，但是它首次集成了可視化的程序界面設(shè)計(jì)和事件驅(qū)動(dòng)機(jī)制，具有劃時(shí)代的意義。
在Windows 操作系統(tǒng)的不斷發(fā)展和成熟中，Visual Basic 也在不斷地發(fā)展中。到1998年時(shí)，Visual Basic 發(fā)展到了6.0 的版本。在版本的變化中逐步增加了處理關(guān)系數(shù)據(jù)庫的功能，也增加了對類和自建控件的支持，并開始支持中文等，最終成為一個(gè)非常穩(wěn)定、強(qiáng)健的開發(fā)工具，至今仍然擁有數(shù)以百萬計(jì)的用戶。
隨著微軟提出的.NET 框架思想，在1999 年，微軟公司決定將Visual Basic 改成真正的面向?qū)ο蟮恼Z言，并于2002 年在.NET平臺中正式推出Visual Basic.NET，2005 年推出Visual Basic 2005 版本。值得注意的是從這個(gè)版本開始去掉了“.NET”字樣，而且這個(gè)版本與前面的版本相比有了很多重大的變革，增加了My偽命名空間、泛型和操作符重載等眾多新特性。其后幾年間微軟公司發(fā)布了若干個(gè)版本，直到最近的Visual Basic 2015 版本。
本書是基于Visual Basic 2010 版本(書中統(tǒng)稱Visual Basic) 編寫的。
1.2 Visual Basic 開發(fā)環(huán)境
1.2.1 .NET 框架
.NET 框架由微軟開發(fā)，是一個(gè)致力于敏捷軟件開發(fā)、快速應(yīng)用開發(fā)、平臺無關(guān)性和網(wǎng)絡(luò)透明化的軟件開發(fā)平臺，其中包含了許多有助于互聯(lián)網(wǎng)和內(nèi)部網(wǎng)應(yīng)用迅捷開發(fā)的技術(shù)。.NET 框架是以一種采用系統(tǒng)虛擬機(jī)運(yùn)行的編程平臺，支持多種語言(C#、Visual Basic 、C++和Python 等)的開發(fā)。.NET 也為應(yīng)用程序接口(Application Programming Interface，API)提供了新功能和開發(fā)工具。這些革新使得程序設(shè)計(jì)員可以同時(shí)進(jìn)行Windows 應(yīng)用軟件和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件以及組件和服務(wù)的開發(fā)。.NET 框架的結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。
圖1-1 .NET 框架
.NET 框架是一個(gè)多語言組件開發(fā)和執(zhí)行環(huán)境，它由以下三個(gè)主要部分組成。
1.公共語言運(yùn)行時(shí)
公共語言運(yùn)行時(shí)(Common Language Runtime，CLR)名稱不能準(zhǔn)確反映它的全部功能。實(shí)際上，公共語言運(yùn)行時(shí)在組件的開發(fā)及運(yùn)行過程中，都扮演著非常重要的角色。在組件運(yùn)行過程中，運(yùn)行時(shí)負(fù)責(zé)管理內(nèi)存分配、啟動(dòng)或刪除線程和進(jìn)程、實(shí)施安全性策略，同時(shí)滿足當(dāng)前組件對其他組件的需求。在開發(fā)階段，運(yùn)行時(shí)的作用有些變化：與現(xiàn)今的組件對象模型(Component Object Model，COM)相比，運(yùn)行時(shí)的自動(dòng)化程度大為提高(如可自動(dòng)執(zhí)行內(nèi)存管理)，因此開發(fā)人員的工作變得非常輕松。.NET框架的關(guān)鍵作用在于，它提供了一個(gè)跨編程語言的統(tǒng)一編程環(huán)境，這也是它能獨(dú)樹一幟的根本原因。
2.統(tǒng)一的編程類
.NET 框架為開發(fā)人員提供了一個(gè)統(tǒng)一、面向?qū)ο�、層次化和可擴(kuò)展的類庫集(API)�，F(xiàn)今，C++ 開發(fā)人員使用的是Microsoft 基類庫，Java開發(fā)人員使用的是Windows 基類庫，而Visual Basic 用戶使用的又是Visual Basic API集，只要簡單地使用.NET框架就可以統(tǒng)一微軟當(dāng)前的各種不同類框架。這樣，開發(fā)人員無需學(xué)習(xí)多種框架就能順利編程。遠(yuǎn)不止于此的是，通過創(chuàng)建跨編程語言的公共類庫集，.NET框架可實(shí)現(xiàn)跨語言繼承性、錯(cuò)誤處理功能和調(diào)試功能。實(shí)際上，從JScript 到C++的所有編程語言，都是相互等同的，開發(fā)人員可以自由選擇理想的編程語言。
3.活動(dòng)服務(wù)器頁面
活動(dòng)服務(wù)器頁面(Active Server Page，ASP)是使用.NET 框架提供的編程類庫構(gòu)建而成的，它提供了Web 應(yīng)用程序模型，該模型由一組控件和一個(gè)基本結(jié)構(gòu)組成。有了它，Web 應(yīng)用程序的構(gòu)建就變得非常容易。
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