Перейти к основному содержимому

5.16. Основы языка

ДЛЯ НОВИЧКОВНЕ ДЛЯ НОВИЧКОВНЕ ОБЯЗАТЕЛЬНОВ РАЗРАБОТКЕ
Разработчику Архитектору

Visual Basic

Основы языка​

Visual Basic — это высокоуровневый язык программирования, разработанный корпорацией Microsoft как часть стратегии обеспечения доступности программирования широкому кругу специалистов, включая тех, кто не обладает глубокой инженерной подготовкой. Язык опирается на декларативную и процедурную парадигмы, постепенно развившись до полноценной поддержки объектно-ориентированного программирования. Его ключевая особенность — ориентация на разработку графических приложений под управлением операционных систем семейства Windows, преимущественно с использованием интегрированной среды разработки.

Суть языка и его концептуальная основа​

Visual Basic формирует программу через описание структуры пользовательского интерфейса и логики его поведения. В отличие от языков, требующих ручного управления системными ресурсами и явного описания взаимодействия с операционной системой, Visual Basic абстрагирует множество низкоуровневых задач. Эта абстракция реализуется за счёт строгой привязки к инфраструктуре Windows и среде выполнения .NET (в версиях начиная с VB.NET). Программист описывает компоненты оконного интерфейса, устанавливает их свойства и определяет реакции на события — такие как нажатие кнопки, изменение текста, загрузка формы. Исполнение кода запускается как ответ на действия пользователя или системные триггеры: таймеры, завершение операций ввода-вывода, поступление сетевых пакетов.

Язык не предполагает необходимости глубокого понимания механизмов кэширования процессора, управления виртуальной памятью или непосредственного взаимодействия с драйверами устройств. Вместо этого он предлагает готовые компоненты — элементы управления (controls), такие как кнопки, текстовые поля, списки, таблицы, — которые содержат встроенные методы отрисовки, обработки ввода и взаимодействия с операционной средой. Это позволяет разработчику сосредоточиться на бизнес-логике приложения, не отвлекаясь на инфраструктурные детали.

Архитектурная привязка и экосистема​

Visual Basic существует в трёх основных формах: классический BASIC (Beginner’s All-purpose Symbolic Instruction Code) как историческая основа, Visual Basic версий 1.0–6.0 как самостоятельная среда разработки и VB.NET как часть платформы .NET Framework и .NET.

В классическом понимании Visual Basic 6.0 и ранее — это среда, основанная на собственном runtime-модуле MSVBVM60.DLL. Этот модуль загружается в процесс приложения и предоставляет интерпретатор команд, библиотеки графических и файловых операций, систему обработки событий. Исполняемый файл, созданный в Visual Basic 6, содержит байт-код, который интерпретируется этим модулем во время выполнения. Такая архитектура обеспечивает высокую скорость разработки, но ограничивает переносимость: приложение работает только в среде Windows и требует наличия соответствующей версии runtime.

Начиная с 2002 года, с выходом платформы .NET Framework, Visual Basic был полностью переработан и представлен как VB.NET — язык, полностью совместимый с общей типовой системой .NET (Common Type System, CTS), компилируемый в промежуточный язык MSIL и исполняемый под управлением общей среды выполнения (Common Language Runtime, CLR). Это означает, что код на VB.NET функционально эквивалентен коду на C#, F# или любом другом языке, поддерживающем спецификацию Common Language Infrastructure (CLI). Все типы, исключения, потоки выполнения, сборка мусора, работа с памятью, безопасность и доступ к библиотекам управляются CLR единообразно, независимо от исходного языка.

Экосистема VB.NET включает:

  • Visual Studio — основная среда разработки, обеспечивающая редактирование кода, визуальный конструктор форм, отладку, профилирование, управление зависимостями и развертывание.
  • .NET Base Class Library (BCL) — стандартная библиотека классов, предоставляющая функциональность для работы с файловой системой, сетью, базами данных, XML, криптографией, локализацией, потоками выполнения и пользовательским интерфейсом.
  • Windows Forms (WinForms) и Windows Presentation Foundation (WPF) — две основные технологии построения десктопных интерфейсов. VB.NET изначально был тесно связан с WinForms, где визуальный конструктор напрямую генерирует код инициализации контролов. Поддержка WPF доступна, но менее распространена по историческим причинам.
  • ASP.NET Web Forms — технология серверного веб-программирования, в которой VB.NET использовался как один из основных языков. В современной парадигме ASP.NET Core язык поддерживается, но его применение минимально.

Среда выполнения .NET обеспечивает автоматическое управление памятью через сборщик мусора (garbage collector), который периодически анализирует граф ссылок на объекты в управляемой куче и освобождает память, занятую объектами, на которые больше нет активных ссылок. Это исключает необходимость ручного освобождения ресурсов в большинстве сценариев. Для работы с неуправляемыми ресурсами — файловыми дескрипторами, сокетами, COM-объектами — предусмотрены механизмы, такие как интерфейс IDisposable и оператор Using, гарантирующие своевременное освобождение даже при возникновении исключений.

Синтаксис и модель программирования​

Синтаксис Visual Basic построен на принципах ясности и близости к естественной речи. Ключевые слова выражены полными словами (If, Then, Else, End If, For, Next, Dim, As, Public, Private, Sub, Function), а не символами или сокращениями. Отступы не обязательны, структура блоков кода определяется парными конструкциями (If…End If, Sub…End Sub). Это делает код легко читаемым даже без специализированных инструментов форматирования.

Объявление переменной требует указания её имени и типа, хотя начиная с VB 2008 поддерживается вывод типа через Dim x = 42 (в этом случае переменная получает тип Integer). Однако явное указание типа (Dim name As String) остаётся рекомендованной практикой для повышения надёжности и читаемости.

Процедуры делятся на подпрограммы (Sub) и функции (Function). Подпрограмма не возвращает значение, функция — возвращает. Возврат значения в функции может осуществляться присваиванием имени функции или через оператор Return.

Обработка исключений реализована через конструкцию Try…Catch…Finally, которая обеспечивает надёжное восстановление после ошибок. Блок Catch может быть специализирован под конкретный тип исключения (Catch ex As InvalidOperationException), что позволяет реализовывать дифференцированные стратегии обработки.

Классы в VB.NET объявляются ключевым словом Class, поддерживают наследование, реализацию интерфейсов, перегрузку методов, виртуальные и абстрактные члены, свойства с акцессорами Get и Set, события (Event, RaiseEvent, AddHandler, RemoveHandler). Свойства — это не просто поля, а полноценные процедуры доступа к данным, что позволяет инкапсулировать логику валидации, уведомления об изменениях или ленивой инициализации.

Эволюция архитектурной модели: от BASIC к VB.NET​

Язык BASIC изначально задумывался как средство обучения программированию. Его ранние реализации работали в интерпретируемом режиме, без компиляции в машинный код. Программа представляла собой линейную последовательность строк, каждая из которых имела номер. Управление потоком осуществлялось операторами безусловного (GOTO) и условного (IF…THEN) перехода, что формировало модель программирования, ориентированную на пошаговое выполнение команд. Данные хранились в глобальных переменных, а процедуры, если поддерживались, были примитивными и не имели изолированной области видимости.

Переход к Visual Basic (начиная с версии 1.0, 1991 год) означал кардинальную перестройку архитектуры. Язык стал событийно-ориентированным. Программа больше не начиналась с первой строки и не выполнялась последовательно до завершения. Вместо этого она ожидала наступления внешних событий: запуска приложения, щелчка мыши, нажатия клавиши, таймерного срабатывания. Каждому такому событию сопоставлялась процедура-обработчик, написанная разработчиком. Это потребовало введения понятия формы — объекта, представляющего окно приложения, и элементов управления — визуальных компонентов, встроенных в эту форму.

В Visual Basic 6 форма и её элементы описывались в двух синхронизированных файлах:

  • .frm — текстовый файл, содержащий описание свойств форм и контролов (координаты, размеры, надписи, типы);
  • .bas, .cls — модули с процедурным или объектно-ориентированным кодом.

Конструктор форм в среде разработки позволял размещать элементы управления методом перетаскивания (drag-and-drop), после чего автоматически генерировался шаблон обработчика события. Это ускоряло создание интерфейса, но не отменяло необходимости написания логики. Сам код оставался процедурным по своей природе: классы (Class Module) существовали, но не поддерживали наследование, виртуальные методы или интерфейсы. Модель данных была основана на типах Variant, Integer, String, а также на пользовательских структурах (Type…End Type). Управление памятью осуществлялось через подсчёт ссылок (reference counting): каждый COM-объект вёл учёт числа указателей на себя, и при обнулении счётчика объект немедленно освобождался. Это давало предсказуемое время жизни объектов, но могло приводить к циклическим ссылкам и утечкам памяти.

Архитектурный разрыв произошёл с появлением VB.NET. Язык был полностью перепроектирован с нуля как член семейства языков платформы .NET. Это означало:

  • отказ от интерпретируемого байт-кода в пользу компиляции в промежуточный язык MSIL (Microsoft Intermediate Language, позже — CIL, Common Intermediate Language);
  • интеграцию в единую систему типов .NET, где все типы — будь то Integer, String, Form или пользовательский класс — наследуются от базового типа Object;
  • поддержку полноценного объектно-ориентированного программирования: наследование классов, реализация интерфейсов, абстрактные и запечатанные (NotInheritable) классы, перегрузка операторов, обобщённые типы (Of T);
  • введение пространств имён (Namespace…End Namespace) для логической группировки типов и предотвращения конфликтов имён;
  • унификацию обработки исключений на уровне CLR: все ошибки времени выполнения представлены как объекты классов, производных от Exception;
  • переход к сборке мусора как единственному механизму освобождения управляемой памяти.

Компилятор VB.NET (vbc.exe) производит сборку — файл с расширением .exe или .dll, содержащий метаданные и CIL-код. При первом запуске метода среда выполнения JIT-компилирует его в машинный код, оптимизированный под текущую архитектуру процессора. Это обеспечивает портативность сборки между разными версиями Windows (и, в случае .NET Core/.NET 5+, между операционными системами) без перекомпиляции.

Важной особенностью VB.NET является языковая интеграция запросов (Language Integrated Query, LINQ). Выражения вида

Dim adults = From p In people Where p.Age >= 18 Select p.Name

встраиваются непосредственно в синтаксис языка и транслируются в вызовы стандартных методов (Where, Select) из пространства имён System.Linq. Это позволяет единообразно обрабатывать не только коллекции в памяти, но и данные из XML, баз данных (через Entity Framework), веб-API.

Другое ключевое расширение — анонимные типы и вывод локального типа (Dim x = New With { .Name = "A", .Value = 42 }). Такие конструкции особенно полезны при работе с LINQ, где часто требуется формировать промежуточные структуры данных без явного объявления класса.

Поддержка асинхронного программирования через ключевые слова Async и Await появилась в VB 11 (2012). Метод, помеченный как Async Function, может содержать оператор Await, приостанавливающий его выполнение до завершения долгой операции (например, чтения из сети или диска), не блокируя при этом поток пользовательского интерфейса. Это реализовано через конечные автоматы, генерируемые компилятором, и интеграцию с типами Task и Task(Of T) из библиотеки параллельных задач (TPL).

Среда разработки Visual Studio обеспечивает глубокую интеграцию с языком:

  • IntelliSense предлагает имена переменных, методов, свойств с учётом контекста и типов;
  • Refactoring позволяет безопасно переименовывать элементы, извлекать методы, инкапсулировать поля;
  • Design-time evaluation позволяет выполнять простые выражения прямо в редакторе при отладке;
  • Edit and Continue даёт возможность изменять код во время приостановленного выполнения программы.

Все эти инструменты работают одинаково для VB.NET и C#, поскольку опираются на общую инфраструктуру .NET Compiler Platform (Roslyn), начиная с Visual Studio 2015. Это устраняет прежние различия в уровне поддержки между языками.

Практическое применение и ограниченная распространённость Visual Basic​

Visual Basic сохраняет устойчивое применение в трёх основных доменах: корпоративные десктопные приложения внутреннего пользования, автоматизация офисных задач и модернизация legacy-систем.

Корпоративные приложения, построенные на Windows Forms с использованием VB.NET, распространены в организациях, где важна скорость разработки, минимальные затраты на обучение персонала и глубокая интеграция с экосистемой Microsoft. Такие приложения часто реализуют учётные, кадровые, финансовые и документооборотные процессы в государственных учреждениях, банках, промышленных предприятиях. Их характерные черты:

  • централизованное развёртывание через сетевые диски или ClickOnce;
  • работа с локальными базами данных (Microsoft Access, SQLite) или централизованными СУБД (SQL Server, PostgreSQL через ADO.NET);
  • использование встроенных элементов управления WinForms без кастомизации внешнего вида;
  • минимальные требования к кроссплатформенности или масштабируемости.

В таких условиях VB.NET обеспечивает короткий цикл «анализ → проектирование → реализация → внедрение». Разработчик может создать рабочий прототип с интерфейсом и базовой логикой за несколько часов, а затем постепенно расширять функциональность. Это особенно ценно при итеративной разработке, когда требования уточняются в процессе взаимодействия с заказчиком.

Второй важный сегмент — автоматизация офисных задач через Visual Basic for Applications (VBA). Несмотря на то, что VBA технически не является частью VB.NET, он сохраняет совместимость с синтаксисом классического Visual Basic и широко используется в Microsoft Excel, Word, Outlook. Макросы на VBA позволяют:

  • массово обрабатывать табличные данные, строить отчёты, проводить расчёты по сложным формулам;
  • интегрировать документы с внешними системами через COM-интерфейсы;
  • создавать пользовательские формы ввода данных и диалоговые окна;
  • управлять почтовыми рассылками, планировать встречи, обрабатывать вложения.

В организациях, где основной инструмент работы — пакет Microsoft Office, VBA остаётся де-факто стандартом автоматизации. Его распространённость поддерживается тем, что:

  • среда редактирования встроена в приложения Office и не требует отдельной установки;
  • доступ к объектной модели документов (Workbook, Worksheet, Range, Document, Paragraph) интуитивно понятен сотрудникам, знакомым с интерфейсом этих программ;
  • отладка возможна непосредственно в ходе выполнения макроса с возможностью пошагового выполнения и просмотра значений переменных.

Третий сценарий — сопровождение и постепенная модернизация legacy-систем, созданных в Visual Basic 6. Такие системы продолжают эксплуатироваться в инфраструктуре многих предприятий, особенно там, где переписывание с нуля экономически нецелесообразно. Microsoft официально прекратила поддержку VB6 в 2008 году, но runtime-библиотека остаётся частью всех последующих версий Windows, что гарантирует совместимость. Обновление таких приложений часто происходит по стратегии «обёртки»: критические модули переписываются на .NET и вызываются из VB6 через COM-взаимодействие, тогда как пользовательский интерфейс и менее нагруженные части сохраняются без изменений. Это позволяет продлить жизненный цикл системы без полного перепроектирования.

Несмотря на устойчивый спрос в этих нишах, распространение Visual Basic ограничено рядом структурных факторов.

Первый фактор — привязка к экосистеме Microsoft. Язык не имеет официальной поддержки вне Windows в его классических версиях (VB6, VBA). VB.NET получил кроссплатформенность только с переходом на .NET Core 3.1 (2019) и .NET 5+, но даже в этих версиях Microsoft не предоставляет шаблонов проектов для консольных приложений, библиотек или веб-сервисов на VB.NET в новых версиях Visual Studio по умолчанию. Создание проекта требует ручного редактирования файлов .vbproj или использования сторонних шаблонов. Это создаёт дополнительный барьер для входа.

Второй фактор — отсутствие развития языка. Последнее значительное обновление синтаксиса произошло в VB 15 (2017), включавшее короткие лямбда-выражения, вывод типов в локальных переменных и улучшенную поддержку кортежей. С 2017 года Microsoft заявила, что VB.NET переходит в режим поддержки: новые функции платформы .NET (например, исходные генераторы, required-члены в записях, первичные конструкторы) реализуются только для C# и F#. Это означает, что VB.NET остаётся совместимым с .NET, но отстаёт в выразительности и удобстве использования новых возможностей.

Третий фактор — демографический сдвиг в сообществе разработчиков. Новые поколения программистов обучаются на языках с C-подобным синтаксисом (C#, Java, JavaScript, Python), где структура кода определяется фигурными скобками и точкой с запятой. Visual Basic, с его многословными ключевыми словами и отсутствием общепринятых сокращений, воспринимается как нетипичный. Это снижает мотивацию к его изучению, особенно на фоне роста популярности веб- и облачных технологий, где VB.NET представлен минимально.

Четвёртый фактор — инструментальная экосистема. Большинство современных библиотек, фреймворков и инструментов разработки (ORM, микросервисные шины, CI/CD-плагины) предоставляют примеры и документацию на C#. Хотя технически их можно использовать из VB.NET, отсутствие готовых примеров увеличивает порог входа. Аналогично, сообщества на Stack Overflow, GitHub, Reddit демонстрируют преобладание вопросов и решений на C#, что затрудняет поиск помощи по специфическим проблемам VB.NET.

Эти факторы не делают язык непригодным, но определяют его позицию как инструмента для узкоспециализированных задач, где важны скорость разработки, преемственность с существующими системами и интеграция с Windows-инфраструктурой.

Педагогический потенциал Visual Basic: язык как инструмент формирования базовой вычислительной грамотности​

Visual Basic обладает рядом свойств, которые делают его пригодным для первоначального знакомства с программированием, особенно в возрастной группе 12–16 лет. Эти свойства проявляются на уровне синтаксиса, модели выполнения и инструментальной поддержки.

Во-первых, синтаксис языка избегает символических конструкций, характерных для C-подобных языков. Отсутствуют фигурные скобки для ограничения блоков, точка с запятой как разделитель операторов, операторы инкремента (++) и тернарного условия (? :). Вместо них используются полные английские слова: If…Then…Else…End If, For…To…Step…Next, While…End While, Select Case…End Select. Это снижает барьер восприятия для учащихся, не владеющих техническим жаргоном или не имеющих опыта работы с формальными языками. Каждая конструкция имеет чёткое начало и конец, что помогает визуально выделять логические блоки даже при отсутствии автоматического форматирования.

Во-вторых, декларация переменных в Visual Basic требует явного указания типа (Dim count As Integer, Dim name As String). Хотя современные версии поддерживают вывод типа, рекомендованная практика сохраняет аннотацию. Это формирует у учащегося представление о типах данных как обязательной характеристике переменной — не как опциональной метаинформации, а как неотъемлемом свойстве. Раннее знакомство с типизацией предотвращает формирование ошибочных моделей, в которых переменная может содержать «что угодно». Постепенно вводятся составные типы: массивы (Dim scores(9) As Integer), перечисления (Enum Color…), структуры (Structure Point…), и, наконец, классы. Такая последовательность соответствует принципу нарастания сложности: от скалярных значений к агрегатам, от данных к поведению.

В-третьих, событийно-ориентированная модель Visual Basic делает программу осязаемой. Учащийся не пишет абстрактный алгоритм сортировки, а создаёт кнопку, надпись и текстовое поле, а затем определяет, что произойдёт при нажатии кнопки. Это создаёт немедленную обратную связь: результат действия виден на экране. Такой подход соответствует теории конструктивистского обучения — знание строится через активное взаимодействие с объектом. Ошибка в коде не приводит к «падению» консольного приложения с непонятным сообщением, а проявляется как отсутствие реакции или неверное изменение интерфейса, что проще диагностировать.

В-четвёртых, интегрированная среда разработки Visual Studio (в том числе бесплатная Community-версия) предоставляет визуальный конструктор форм. Размещение элемента управления не требует знания координат или CSS-стилей — достаточно перетащить кнопку из панели инструментов на поверхность формы. Свойства этого элемента (надпись, цвет, размер, доступность) редактируются в табличном окне. При двойном щелчке по элементу среда автоматически создаёт заготовку обработчика события. Это позволяет отделить этап проектирования интерфейса от этапа написания логики, что снижает когнитивную нагрузку. Учащийся сначала строит «каркас» приложения, затем наполняет его поведением.

В-пятых, язык поддерживает постепенный переход от процедурного к объектно-ориентированному стилю. На начальном этапе достаточно написать несколько процедур в модуле формы. Затем вводится понятие свойства (Property Name() As String), которое объединяет данные и логику доступа к ним. Далее — классы вне форм, которые могут инкапсулировать состояние и поведение (например, Student, BankAccount). Наследование и интерфейсы вводятся позже, после освоения базовых принципов. Такая траектория соответствует методике «от частного к общему»: учащийся сначала сталкивается с конкретной проблемой («как сделать, чтобы кнопка меняла цвет после трёх нажатий?»), а затем обобщает решение в виде класса с счётчиком и методом.

Важно, что Visual Basic не требует предварительного изучения командной строки, системы сборки или управления зависимостями. Создание проекта начинается с выбора шаблона «Windows Forms App», после чего учащийся сразу видит форму и может начать работать. Это позволяет сконцентрироваться на логике, а не на инфраструктуре. Даже отладка упрощена: точки останова устанавливаются щелчком слева от строки кода, значения переменных отображаются при наведении курсора.

Эти особенности делают Visual Basic подходящим инструментом для этапа формирования вычислительного мышления — способности разлагать задачу на последовательность шагов, выделять условия и повторения, моделировать состояние. Он не претендует на роль языка для изучения низкоуровневых концепций (указатели, выравнивание памяти, атомарные операции), но эффективно закрывает зону базовой программной грамотности: понимания того, как устроена программа, из каких частей она состоит, как данные преобразуются в процессе выполнения.

В образовательных проектах, ориентированных на детей и подростков, Visual Basic может использоваться как «язык-мост» между визуальными средами (Scratch, Blockly) и профессиональными языками (C#, Python). Он сохраняет наглядность визуального конструирования, но вводит текстовый код как обязательный элемент. Это помогает преодолеть иллюзию, что программирование — это исключительно перетаскивание блоков, и одновременно избегает резкого перехода к символическому синтаксису.

Для адаптации к школьной аудитории рекомендуется:

  • начинать с консольных приложений на VB.NET, чтобы изолировать изучение логики от сложности GUI;
  • использовать пространства имён с понятными именами (School.Math, Game.Logic);
  • вводить пользовательские перечисления для замены «магических» чисел (Difficulty.Easy, Color.Red);
  • поощрять написание XML-документации (''' <summary>…) как элемент культуры кода;
  • строить мини-проекты с ясной предметной областью: калькулятор оценок, генератор расписания, викторина, анимированный персонаж.

Такой подход формирует не только навыки кодирования, но и дисциплину проектирования: учащийся учится планировать структуру программы до написания первой строки, разделять ответственности между модулями, проверять корректность через простые тесты.