👨🏻‍💻 Ensimmäinen ohjelma

Lähdekoodin kirjoittaminen

Tietokoneohjelma on joukko ohjeita, jotka tietokone suorittaa. Ohjelmoija kirjoittaa nämä ohjeet käyttäen ohjelmointikieltä, kuten C#. Tätä kirjoitettua koodia kutsutaan lähdekoodiksi.

Olemme kirjoittaneet sinulle valmiiksi pienen C#-ohjelman, joka tulostaa tekstin "Heippa, maailma!" näytölle. Voit klikata koodilohkon oikeassa reunassa olevaa Play-napin muotoista painiketta ajaaksesi ohjelman. Ohjelman pitäisi näyttää teksti Heippa, maailma!.

public class Ohjelma
{
    public static void Main()
    {
      System.Console.WriteLine("Heippa, maailma!");
    }
}

Tämä on ehkäpä yksinkertaisin mahdollinen esimerkki, mutta silti se on täysin toimivan tietokoneohjelman lähdekoodi (joskaan ohjelma ei ole maailman mielenkiintoisin)! Lupaamme, että opit pian kirjoittamaan monimutkaisempia ohjelmia itse -- mutta aloitetaan pienestä.

Käydään läpi, mitä ohjelma tekee rivi riviltä:

public class Ohjelma

Tämä rivi määrittelee uuden luokan (engl. class) nimeltä Ohjelma. C#-kielessä kaikki koodi kirjoitetaan luokkien sisälle. Luokka on kuin säiliö, joka voi sisältää tietoa ja toiminnallisuutta.

{

Tämä aaltosulku { kertoo, mistä luokan varsinainen sisältö alkaa. Kaikki, mitä luokan sisällä tehdään, kirjoitetaan tämän ja vastaavan sulkevan aaltosulun } väliin.

    public static void Main()

Tämä rivi määrittelee aliohjelman imeltä Main. Tutustumme aliohjelmiin tarkemmin osassa 3, mutta lyhyesti: aliohjelma on joukko ohjeita, jotka suoritetaan, kun aliohjelmaa kutsutaan. Main-aliohjelma on erityinen, koska se on ohjelman aloituspiste -- tietokone alkaa suorittaa ohjelmaa juuri tästä aliohjelmasta.

    {

Vastaavasti kuin luokan kohdalla, tämä aaltosulku kertoo, mistä aliohjelman sisältö alkaa. Kaikki aliohjelman sisällä tehtävä kirjoitetaan tämän ja vastaavan sulkevan aaltosulun } väliin.

        System.Console.WriteLine("Heippa, maailma!");

Tämä rivi on itse asiassa se, joka tekee työn: se tulostaa tekstin "Heippa, maailma!" näytölle. System.Console.WriteLine on C#-kielen sisäänrakennettu toiminto, joka hoitaa tekstin tulostamisen konsoli-ikkunaan. Viesti, joka halutaan tulostaa, kirjoitetaan lainausmerkkien sisälle.

Rivi päättyy puolipisteeseen ;, joka tarkoittaa, että kyseinen lause (engl. statement) on loppu. C#-kielessä lauseet päättyvät tyypillisesti puolipisteeseen. Käymme lauseita tarkemmin läpi osassa 2.2, mutta tässä riittää tietää, että lausetta voi ajatella kuin käskynä tai ohjeena tietokoneelle.

    }
}

Meillä on enää jäljellä kaksi sulkevaa aaltosulkua. Kuten jo mainitsimme, ne kertovat mihin aliohjelma, ja sitten luokka, päättyvät.

Mitä lähdekoodille oikeastaan tapahtuu?

Kun olet kirjoittanut lähdekoodin, se täytyy muuntaa sellaiseen muotoon, että tietokone voi suorittaa sen. C#-kielen kohdalla tätä muodonmuutosta kutsutaan kääntämiseksi (engl. compilation), ja useiden vaiheiden seurauksena syntyy niin sanottu konekielinen ohjelma, joka voidaan käynnistää tietokoneella. Kääntäminen tapahtuu kääntäjällä (engl. compiler), joka on erityinen ohjelma, joka lukee lähdekoodin ja tuottaa siitä suoritettavan ohjelman. Esimerkiksi Rider-sovelluskehitysympäristössä on sisäänrakennettuna toiminnot kääntämistä varten.

Käännetty ohjelma voidaan sitten ajaa (engl. run), eli käynnistää tietokoneella. C#-kielessä kääntämiseen ja ajamiseen tarvitaan .NET-ympäristö, joka sisältää tarvittavat työkalut -- asennusohjeen löydät Työkalut-kohdasta. .NET-ympäristön asentamisen jälkeen kääntäminen-ajaminen–prosessi voidaan tehdä komentoriviltä seuraavasti. Alla on kaksi komentoa, jotka syötetään komentoriville siinä kansiossa, missä projekti on tehty.

Ohjelma on käännettävä aina koodin muuttamisen jälkeen, jotta muutokset tulevat voimaan.

Sovelluskehittimessä (esim. Rider) kääntäminen tapahtuu klikkaamalla Run tai Debug. Noiden painikkeiden painamiseurauksena tapahtuu sekä kääntäminen että ajaminen.

Miten lähdekoodia kirjoitetaan?

Lähdekoodia voi periaatteessa kirjoittaa millä tahansa tekstieditorilla, eli ohjelmalla, jolla voi kirjoittaa ja muokata pelkkää tekstiä ilman erityisiä muotoiluja tai tyylejä. Olet ehkä jo käyttänytkin tekstieditoria, kuten Muistio (Notepad) Windowsissa tai TextEdit macOS:ssä. Tässä "pelkkä teksti" tarkoittaa, että teksti todella tallennetaan tietokoneen muistiin sellaisenaan; esimerkiksi Word-asiakirjaan tallentuu tosiasiassa aina paljon muutakin tietoa, kuten fontti- ja asettelutietoja.

Lähdekoodi tallennetaan tiedostoon, joka C#-kielen tapauksessa päättyy yleensä .cs -tiedostopäätteeseen, kuten Ohjelma.cs. Tällöin käyttöjärjestelmä tunnistaa tiedoston C#-lähdekooditiedostoksi.

Käännösvirheet

Ohjelma ei toimi, jos siinä on virheitä. Virheet luokitellaan yleensä kahteen kategoriaan: käännösaikaisiin virheisiin (engl. compilation errors) ja suorituksen aikaisiin virheisiin (engl. runtime errors).

Käännösvirheet havaitaan siinä vaiheessa, kun ohjelma käännetään lähdekoodista suoritettavaksi ohjelmaksi. Ohjelma ei käänny, jos se sisältää käännöksen estäviä virheitä, kuten syntaksivirheitä. Tällöin kääntäminen ei onnistu eikä ohjelmaa voi ajaa. Virheet on korjattava ennen uutta kääntämistä. Käännösvirheet näkyvät kääntäjän antamina virheilmoituksina. Esimerkiksi Rider-sovelluskehittimessä virheet näkyvät alareunassa olevassa Errors-välilehdessä.

Alla olevassa ohjelmassa on virhe. Klikkaa Play-painiketta nähdäksesi virheilmoitukset.

public class Ohjelma
{
    public static void Main()
    {
      System.Console.WriteLine("Heippa, maailma!"
    }
}

Kääntäjä kertoo, että rivillä 5 sarakkeessa 50 on virhe, jonka syynä on puuttuva sulku ). Kääntäjä kertoo, että ohjelmassa on toinenkin virhe: riviltä 5 puuttuu myös puolipiste ;. Käännösvirheeseen tulostuu aina paitsi rivi- ja sarakenumero, myös C#:n virhekoodi (tässä CS1026 ja CS1002), ja lyhyt kuvaus virheestä. Korjaa nämä virheet yllä olevassa koodausikkunassa lisäämällä puuttuvat merkit, että saat virheilmoitukset katoamaan, ja ohjelma käännettyä onnistuneesti.

Suorituksenaikaiset virheet puolestaan ilmenevät vasta ohjelman ajon aikana, jos ohjelma kohtaa tilanteen, jota se ei osaa käsitellä. Esimerkiksi jakaminen nollalla on virhe, joka ilmenee (vasta) ohjelman suorituksen aikana. Jos ohjelma yrittää suorittaa tällaisen operaation, ohjelma kaatuu suorituksen aikana.

public class Ohjelma
{
    public static void Main()
    {
      int a = 10;
      int b = 0;
      int c = a / b;
      System.Console.WriteLine("Tulos: " + c);
    }
}

📝 Tehtävät

Jyväskylän yliopisto
Informaatioteknologian tiedekunta