Простые приложения на C#

ОБЯЗАТЕЛЬНОДЛЯ НОВИЧКОВ

Разработчику Архитектору

Простые приложения на C#

Язык программирования C# сочетает в себе мощь объектно-ориентированного подхода, строгую типизацию и высокую производительность. Консольные приложения на этом языке служат идеальной основой для понимания фундаментальных концепций: работы с памятью, управления потоками выполнения, обработки исключений и взаимодействия с операционной системой. Ниже представлены примеры реализации типовых утилит, демонстрирующих ключевые возможности платформы .NET.

---

Генератор случайных паролей

Генерация надежных паролей требует комбинации различных символов из заданных наборов. В C# для этого используют класс Random или более современный Система.RandomNumberGenerator. Работа со строками осуществляется через методы преобразования массивов символов в строки.

Пример кода

using Система;
using Система.Linq;
using Система.Безопасность.Cryptography;

class PasswordGenerator
{
    static void Main()
    {
        int length = 16;
        string chars = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789!@#$%^&*";
        
        // Использование криптографически стойкого генератора
        var randomBytes = new byte[length];
        using (var rng = RandomNumberGenerator.Create())
        {
            rng.GetBytes(randomBytes);
        }

        char[] passwordChars = new char[length];
        for (int i = 0; i < length; i++)
        {
            int index = randomBytes[i] % chars.Length;
            passwordChars[i] = chars[index];
        }

        string password = new string(passwordChars);
        Console.WriteLine($"Сгенерированный пароль: {password}");
    }
}

Разбор логики

Код создает массив байтов фиксированного размера. Метод GetBytes заполняет этот массив криптографически стойкими случайными значениями. Цикл перебирает каждый байт, вычисляет остаток от деления на длину набора допустимых символов и выбирает соответствующий символ. Результат собирается в строку и выводится в консоль. Использование RandomNumberGenerator предпочтительнее обычного Random, так как он обеспечивает непредсказуемость значений, необходимую для безопасности.

---

Сортировщик текстового файла

Работа с файловой системой включает чтение содержимого, обработку данных в памяти и запись результата обратно. Классы File и StreamReader/StreamWriter предоставляют удобный интерфейс для этих операций. Список строк сортируется методом Sort, который использует алгоритм быстрой сортировки.

Пример кода

using Система;
using Система.Collections.Generic;
using Система.IO;
using Система.Linq;

class TextSorter
{
    static void Main(string[] args)
    {
        if (args.Length < 2)
        {
            Console.WriteLine("Использование: SortText.exe <input_file> <output_file>");
            return;
        }

        string inputFile = args[0];
        string outputFile = args[1];

        if (!File.Exists(inputFile))
        {
            Console.WriteLine("Ошибка: Входной файл не найден.");
            return;
        }

        // Чтение всех строк из файла
        List<string> lines = File.ReadAllLines(inputFile).ToList();

        // Сортировка строк по алфавиту (независимо от регистра)
        lines.Sort((a, b) => string.Compare(a, b, StringComparison.OrdinalIgnoreCase));

        // Запись отсортированных строк
        File.WriteAllLines(outputFile, lines);

        Console.WriteLine($"Файл '{outputFile}' успешно создан с {lines.Count} строками.");
    }
}

Разбор логики

Метод ReadAllLines загружает все строки файла в список. Лямбда-выражение внутри метода Sort определяет правило сравнения: строки сравниваются без учета регистра. После сортировки метод WriteAllLines записывает обновленный список в новый файл. Обработка ошибок проверяет существование входного файла перед началом работы.

---

Консольный калькулятор

Арифметические операции реализуются через условные конструкции. Парсинг пользовательского ввода требует разделения строки на компоненты. Обработка исключений защищает программу от некорректных данных.

Пример кода

using Система;

class Calculator
{
    static void Main()
    {
        Console.Write("Введите первое число: ");
        if (!double.TryParse(Console.ReadLine(), out double num1))
        {
            Console.WriteLine("Ошибка: Неверный формат первого числа.");
            return;
        }

        Console.Write("Выберите операцию (+, -, *, /): ");
        string operation = Console.ReadLine();

        Console.Write("Введите второе число: ");
        if (!double.TryParse(Console.ReadLine(), out double num2))
        {
            Console.WriteLine("Ошибка: Неверный формат второго числа.");
            return;
        }

        double result = 0;
        bool validOperation = true;

        switch (operation)
        {
            case "+":
                result = num1 + num2;
                break;
            case "-":
                result = num1 - num2;
                break;
            case "*":
                result = num1 * num2;
                break;
            case "/":
                if (num2 == 0)
                {
                    Console.WriteLine("Ошибка: Деление на ноль невозможно.");
                    validOperation = false;
                }
                else
                {
                    result = num1 / num2;
                }
                break;
            default:
                Console.WriteLine("Ошибка: Неизвестная операция.");
                validOperation = false;
                break;
        }

        if (validOperation)
        {
            Console.WriteLine($"Результат: {result}");
        }
    }
}

Разбор логики

Программа последовательно запрашивает данные у пользователя. Метод TryParse пытается преобразовать введенную строку в число типа double. Если преобразование не удается, программа сообщает об ошибке и завершается. Операция выбирается через конструкцию switch. При делении выполняется проверка делителя на ноль. Результат выводится только если операция выполнена корректно.

---

Трекер задач в формате JSON

Сертификация и десериализация объектов позволяют хранить сложные структуры данных в текстовом виде. Библиотека Система.Text.Json является стандартным инструментом для работы с JSON в современных версиях .NET.

Пример кода

using Система;
using Система.Collections.Generic;
using Система.IO;
using Система.Text.Json;

class TaskTracker
{
    class TaskItem
    {
        public int Id { get; set; }
        public string Description { get; set; }
        public bool IsCompleted { get; set; }
    }

    static void Main()
    {
        string filePath = "Задачи.json";
        List<TaskItem> Задачи = LoadTasks(filePath);

        Console.WriteLine("Добавьте новую задачу (введите описание, 'q' для выхода):");
        
        while (true)
        {
            string input = Console.ReadLine();
            if (input.ToLower() == "q") break;

            int id = Задачи.Count > 0 ? Задачи.Max(t => t.Id) + 1 : 1;
            Задачи.Add(new TaskItem { Id = id, Description = input, IsCompleted = false });
            SaveTasks(Задачи, filePath);
            Console.WriteLine($"Задача #{id} добавлена.");
        }

        Console.WriteLine("\nВсе задачи:");
        foreach (var task in Задачи)
        {
            string status = task.IsCompleted ? "[x]" : "[ ]";
            Console.WriteLine($"{status} {task.Id}: {task.Description}");
        }
    }

    static List<TaskItem> LoadTasks(string path)
    {
        if (!File.Exists(path)) return new List<TaskItem>();
        
        string json = File.ReadAllText(path);
        return JsonSerializer.Deserialize<List<TaskItem>>(json) ?? new List<TaskItem>();
    }

    static void SaveTasks(List<TaskItem> Задачи, string path)
    {
        string json = JsonSerializer.Serialize(Задачи);
        File.WriteAllText(path, json);
    }
}

Разбор логики

Класс TaskItem описывает структуру одной записи. Метод LoadTasks читает файл и преобразует JSON-строку в список объектов. Если файл отсутствует, возвращается пустой список. Метод SaveTasks выполняет обратное действие: объект сериализуется в JSON и записывается в файл. Цикл while позволяет пользователю добавлять задачи до тех пор, пока не будет введена команда выхода.

---

Простой HTTP-сервер и клиент

Класс HttpListener позволяет создавать сервера, принимающие запросы. Класс HttpClient используется для отправки запросов к этим серверам. Это базовый пример сетевой коммуникации без использования сторонних фреймворков.

Пример кода Сервера

using Система;
using System.Net;
using Система.Threading.Задачи;

class SimpleServer
{
    static async Task Main()
    {
        string prefix = "http://localhost:8080/";
        HttpListener listener = new HttpListener();
        listener.Prefixes.Add(prefix);
        listener.Start();

        Console.WriteLine("Сервер запущен. Нажмите Ctrl+C для остановки.");

        try
        {
            while (true)
            {
                HttpListenerContext context = await listener.GetContextAsync();
                HttpListenerRequest request = context.Request;
                HttpListenerResponse response = context.Response;

                string responseBody = $"Получен запрос: {request.Url.PathAndQuery}";
                byte[] buffer = Система.Text.Encoding.UTF8.GetBytes(responseBody);
                
                response.ContentLength64 = buffer.Length;
                Система.IO.Stream output = response.OutputStream;
                await output.WriteAsync(buffer, 0, buffer.Length);
                output.Close();
            }
        }
        finally
        {
            listener.Stop();
        }
    }
}

Пример кода Клиента

using Система;
using System.Net.Http;
using Система.Threading.Задачи;

class SimpleClient
{
    static async Task Main()
    {
        using HttpClient client = new HttpClient();
        string url = "http://localhost:8080/test";

        try
        {
            HttpResponseMessage response = await client.GetAsync(url);
            response.EnsureSuccessStatusCode();
            
            string body = await response.Content.ReadAsStringAsync();
            Console.WriteLine($"Ответ сервера: {body}");
        }
        catch (HttpRequestException e)
        {
            Console.WriteLine($"Ошибка запроса: {e.Message}");
        }
    }
}

Разбор логики

Сервер создает экземпляр HttpListener, регистрирует адрес и запускает цикл ожидания запросов. Получив контекст, сервер формирует ответ, конвертирует текст в байты и записывает его в поток вывода. Клиент создает HttpClient, отправляет GET-запрос и ожидает ответ. Метод EnsureSuccessStatusCode выбрасывает исключение при ошибках HTTP (например, 404 или 500). Асинхронные методы await предотвращают блокировку потока во время сетевого ожидания.

---

Утилита для сканирования директорий

Рекурсивный обход файловых структур реализуется через метод Directory.GetFiles с указанием параметра поиска поддиректорий. Информация о каждом файле доступна через свойства класса FileInfo.

Пример кода

using Система;
using Система.IO;

class DirectoryScanner
{
    static void Main(string[] args)
    {
        if (args.Length < 1)
        {
            Console.WriteLine("Укажите путь к директории.");
            return;
        }

        string rootPath = args[0];
        
        if (!Directory.Exists(rootPath))
        {
            Console.WriteLine("Директория не найдена.");
            return;
        }

        string[] files = Directory.GetFiles(rootPath, "*", SearchOption.AllDirectories);

        Console.WriteLine($"Найдено файлов: {files.Length}");
        long totalSize = 0;

        foreach (string file in files)
        {
            FileInfo info = new FileInfo(file);
            totalSize += info.Length;
            
            // Ограничим вывод первых 10 файлов для краткости
            if (Array.IndexOf(files, file) < 10)
            {
                Console.WriteLine($"{info.Name} ({info.Length} байт)");
            }
        }

        Console.WriteLine($"Общий размер: {totalSize / 1024.0:F2} КБ");
    }
}

Разбор логики

Метод GetFiles принимает корневой путь, маску поиска (*) и опцию AllDirectories, которая включает подпапки в поиск. Цикл проходит по каждому файлу, создает объект FileInfo для получения метаданных (размер, имя) и суммирует общий объем. Проверка индекса массива ограничивает вывод на экран для демонстрации.

---

Скрипт создания резервной копии

Копирование файлов требует проверки существования источника и целевой папки. Метод File.Copy позволяет дублировать файлы, а Directory.CreateDirectory создает отсутствующие каталоги.

Пример кода

using Система;
using Система.IO;
using Система.Diagnostics;

class BackupUtility
{
    static void Main(string[] args)
    {
        if (args.Length < 2)
        {
            Console.WriteLine("Использование: Backup.exe <source_folder> <destination_folder>");
            return;
        }

        string source = args[0];
        string destination = args[1];
        string timestamp = DateTime.Now.ToString("yyyyMMdd_HHmmss");
        string backupFolder = Path.Combine(destination, $"Backup_{timestamp}");

        if (!Directory.Exists(source))
        {
            Console.WriteLine("Источник не существует.");
            return;
        }

        Directory.CreateDirectory(backupFolder);
        
        int copiedCount = 0;
        string[] files = Directory.GetFiles(source, "*.*", SearchOption.AllDirectories);

        foreach (string file in files)
        {
            string relativePath = file.Substring(source.Length).TrimStart(Path.DirectorySeparatorChar);
            string destFile = Path.Combine(backupFolder, relativePath);
            
            string destDir = Path.GetDirectoryName(destFile);
            Directory.CreateDirectory(destDir);
            
            File.Copy(file, destFile, true); // true означает перезапись существующих файлов
            copiedCount++;
        }

        Console.WriteLine($"Резервная копия создана в: {backupFolder}");
        Console.WriteLine($"Скопировано файлов: {copiedCount}");
    }
}

Разбор логики

Программа получает имена исходной и целевой папок. Текущая дата и время используются для формирования уникального имени папки резервной копии. Создается структура папок, повторяющая исходную. Цикл копирует каждый файл, сохраняя относительный путь. Флаг true в методе Copy разрешает перезапись файлов с таким же именем, если они уже существуют.

---

Мониторинг дискового пространства

Класс DriveInfo предоставляет информацию о физических и логических дисках системы. Вычисления процентов свободного места выполняются путем деления доступного объема на общий.

Пример кода

using Система;
using Система.IO;

class DiskMonitor
{
    static void Main()
    {
        DriveInfo[] drives = DriveInfo.GetDrives();

        Console.WriteLine("Статус дисков:\n");
        Console.WriteLine("Диск | Объем (GB) | Свободно (GB) | Занято (%)");
        Console.WriteLine("-----------------------------------------------");

        foreach (DriveInfo drive in drives)
        {
            if (drive.DriveType == DriveType.Fixed || drive.DriveType == DriveType.Сеть)
            {
                double totalGB = drive.TotalSize / (1024.0 * 1024.0 * 1024.0);
                double freeGB = drive.AvailableFreeSpace / (1024.0 * 1024.0 * 1024.0);
                double usedPercent = ((totalGB - freeGB) / totalGB) * 100;

                string label = drive.Name.TrimEnd(':');
                Console.WriteLine($"{label,-4} | {totalGB,10:F2} | {freeGB,10:F2} | {usedPercent,10:F1}%");
            }
        }
    }
}

Разбор логики

Метод GetDrives возвращает массив всех подключенных томов. Цикл фильтрует диски по типу (фиксированные и сетевые), игнорируя приводы CD/DVD. Объемы переводятся из байт в гигабайты. Процент занятого места рассчитывается как разница между общим и свободным объемом, деленная на общий объем. Вывод форматируется с использованием спецификаторов ширины поля.

---

Парсер URL и проверка доступности ресурса

Разбор ссылок осуществляется через класс Uri. Проверка доступности требует создания HTTP-запроса и анализа кода состояния ответа.

Пример кода

using Система;
using System.Net.Http;

class UrlChecker
{
    static async Task Main()
    {
        string[] urls = { 
            "https://example.com", 
            "https://nonexistent-site-12345.com",
            "http://localhost:8080" 
        };

        using HttpClient client = new HttpClient();
        client.Timeout = TimeSpan.FromSeconds(5);

        foreach (string url in urls)
        {
            try
            {
                Uri uri = new Uri(url);
                Console.WriteLine($"\nURL: {url}");
                Console.WriteLine($"Хост: {uri.Host}");
                Console.WriteLine($"Порт: {uri.Port}");
                Console.WriteLine($"Схема: {uri.Scheme}");

                HttpResponseMessage response = await client.GetAsync(url);
                
                if (response.IsSuccessStatusCode)
                {
                    Console.WriteLine($"Статус: Доступен ({(int)response.StatusCode})");
                }
                else
                {
                    Console.WriteLine($"Статус: Недоступен ({(int)response.StatusCode})");
                }
            }
            catch (Exception ex)
            {
                Console.WriteLine($"Ошибка: {ex.Message}");
            }
        }
    }
}

Разбор логики

Массив ссылок содержит тестовые адреса. Цикл создает объект Uri для каждого элемента, извлекая хост, порт и схему. Настройка таймаута предотвращает зависание программы при отсутствии ответа от удаленного сервера. Метод GetAsync отправляет запрос, а свойство IsSuccessStatusCode указывает на успешность операции (код 2xx). Исключения перехватываются для обработки сетевых ошибок.

---

Конвертер форматов дат

Класс DateTime поддерживает различные форматы представления времени. Метод ToString преобразует дату в строку по заданному шаблону, а ParseExact выполняет обратное действие, проверяя соответствие строки шаблону.

Пример кода

using Система;

class DateConverter
{
    static void Main()
    {
        string inputDate = "2025-11-01T14:30:00";
        string formatIn = "yyyy-MM-ddTHH:mm:ss";
        string formatOut = "dd.MM.yyyy HH:mm";

        try
        {
            DateTime dt = DateTime.ParseExact(inputDate, formatIn, null);
            string output = dt.ToString(formatOut);

            Console.WriteLine($"Входная строка: {inputDate}");
            Console.WriteLine($"Выходная строка: {output}");
            Console.WriteLine($"Тип даты: {dt.Kind}");
        }
        catch (FormatException)
        {
            Console.WriteLine("Ошибка: Неправильный формат входной строки.");
        }
    }
}

Разбор логики

Входная строка соответствует ISO 8601. Метод ParseExact строго проверяет соответствие шаблона yyyy-MM-ddTHH:mm:ss. Если формат не совпадает, выбрасывается исключение. Результат преобразуется в формат dd.MM.yyyy HH:mm с помощью метода ToString. Свойство Kind показывает локальное или универсальное время.

---

Утилита для просмотра запущенных процессов

Класс Process из пространства имен Система.Diagnostics позволяет взаимодействовать с процессами операционной системы. Можно получить список всех активных процессов, их идентификаторы и названия.

Пример кода

using Система;
using Система.Diagnostics;

class ProcessViewer
{
    static void Main()
    {
        Process[] processes = Process.GetProcesses();

        Console.WriteLine($"Активных процессов: {processes.Length}\n");
        Console.WriteLine("PID      | Имя процесса       | Время CPU (сек)");
        Console.WriteLine("--------------------------------------------------");

        // Ограничиваем вывод первыми 20 процессами для читаемости
        int count = 0;
        foreach (Process proc in processes)
        {
            if (count >= 20) break;

            try
            {
                string name = proc.ProcessName;
                long cpuSeconds = (long)(proc.TotalProcessorTime.TotalSeconds);
                int pid = proc.Id;

                Console.WriteLine($"{pid,-8} | {name,-18} | {cpuSeconds}");
            }
            catch (InvalidOperationException)
            {
                // Процесс завершился до чтения данных
                continue;
            }
            catch (Система.ComponentModel.Win32Exception)
            {
                // Нет прав доступа к процессу
                continue;
            }

            count++;
        }
    }
}

Разбор логики

Метод GetProcesses возвращает массив всех процессов, запущенных текущим пользователем. Цикл проходит по списку, пытаясь прочитать свойства ProcessName, Id и TotalProcessorTime. Обработка исключений необходима, так как процессы могут завершиться в момент чтения или требовать повышенных привилегий. Ограничение количества выводимых строк делает вывод удобным для восприятия в консоли.

---

Характерный пример для языка C#

Особенностью C# является использование событий и делегатов для реализации реактивного поведения. Приведенный пример демонстрирует создание простого механизма подписки на события, что характерно для архитектуры приложений на базе .NET.

Пример кода

using Система;

// Определение делегата
public delegate void MessageHandler(string message);

// Класс, генерирующий события
public class EventPublisher
{
    public event MessageHandler OnMessageReceived;

    public void Broadcast(string msg)
    {
        Console.WriteLine($"[{DateTime.Now:HH:mm:ss}] Отправлено сообщение: {msg}");
        OnMessageReceived?.Invoke(msg);
    }
}

// Класс, подписывающийся на события
public class Subscriber
{
    public void HandleMessage(string msg)
    {
        Console.WriteLine($"[{DateTime.Now:HH:mm:ss}] Получено: {msg}");
    }
}

class Program
{
    static void Main()
    {
        EventPublisher publisher = new EventPublisher();
        Subscriber sub1 = new Subscriber();
        Subscriber sub2 = new Subscriber();

        // Подписка на событие
        publisher.OnMessageReceived += sub1.HandleMessage;
        publisher.OnMessageReceived += sub2.HandleMessage;

        // Генерация события
        publisher.Broadcast("Привет, мир!");
        publisher.Broadcast("C# мощный язык!");

        // Отписка от события
        publisher.OnMessageReceived -= sub1.HandleMessage;
        publisher.Broadcast("Только второй подписчик услышит это.");
    }
}

Разбор логики

Делегат MessageHandler определяет сигнатуру метода, который может обрабатывать событие. Событие OnMessageReceived объявляется в классе EventPublisher. Метод Broadcast вызывает обработчики, используя оператор ?.Invoke, что безопасно даже при отсутствии подписчиков. Классы Subscriber реализуют метод обработки. В методе Main происходит регистрация обработчиков через оператор += и удаление через -=. Это паттерн наблюдателя, широко используемый в UI-фреймворках и системах сообщений.

---