在軟件工程的發(fā)展歷史中，用于編寫計(jì)算機(jī)程序的方法經(jīng)歷了幾次思維模式的重大轉(zhuǎn)變。每種思維模式都以前一種為基礎(chǔ)，宗旨都是增強(qiáng)代碼的組織，并降低復(fù)雜性。本書將帶領(lǐng)你體驗(yàn)相同的思維模式轉(zhuǎn)變過(guò)程。

本書開(kāi)始幾章會(huì)指導(dǎo)你學(xué)習(xí)順序編程結(jié)構(gòu)。在這種編程結(jié)構(gòu)中，語(yǔ)句按編寫順序執(zhí)行。該結(jié)構(gòu)的問(wèn)題在于，隨著需求的增加，復(fù)雜性也會(huì)指數(shù)級(jí)增加。為降低復(fù)雜性，將代碼塊轉(zhuǎn)變成方法，從而產(chǎn)生了結(jié)構(gòu)化編程模型。在這種模型中，可以從一個(gè)程序中的多個(gè)位置調(diào)用同一個(gè)代碼塊，而不需要復(fù)制代碼。但即使有這種結(jié)構(gòu)，程序還是會(huì)很快變得臃腫不堪，需要進(jìn)一步抽象。所以，在此基礎(chǔ)上人們又提出了面向?qū)ο缶幊痰母拍�，這將在第6章中討論。在此之后，你將繼續(xù)學(xué)習(xí)其他編程方法，比如基于接口的編程和LINQ（以及它促使集合API發(fā)生的改變），并最終學(xué)習(xí)通過(guò)特性（attribute）進(jìn)行初級(jí)的聲明性編程（第18章）。

【本書有以下三個(gè)主要職能】。

全面講述C#語(yǔ)言，其內(nèi)容已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了一本簡(jiǎn)單的教程，可為你進(jìn)行高效率軟件開(kāi)發(fā)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

對(duì)于已熟悉C#的讀者，本書探討了一些較為復(fù)雜的編程思想，并深入討論了語(yǔ)言較新版本（C# 8.0和.NET Framework 4.8/.NET Core 3.1）的新功能。

它是你永遠(yuǎn)的案頭參考—即便在你精通了這種語(yǔ)言之后。

成功學(xué)習(xí)C#的關(guān)鍵在于，要盡可能快地開(kāi)始編程。不要等自己成為一名理論“專家”之后才開(kāi)始寫代碼。所以不要猶豫，馬上開(kāi)始寫程序吧。作為迭代開(kāi)發(fā)思想的追隨者，我希望即使一名剛開(kāi)始學(xué)習(xí)編程的新手，在第2章結(jié)束時(shí)也能動(dòng)手編寫基本的C#代碼。

許多主題本書沒(méi)有討論。你在本書中找不到ASP.NET、Entity Framework、Xamarin、智能客戶端開(kāi)發(fā)以及分布式編程等主題。雖然這些主題與.NET有關(guān)，但它們都值得用專門的書分專題講述。幸好市面上已經(jīng)有豐富的圖書供讀者選擇。本書重點(diǎn)在于C#及基類庫(kù)中的類型。讀完本書之后，你在上述任何領(lǐng)域繼續(xù)深入學(xué)習(xí)都會(huì)游刃有余。

【本書面向的讀者】

寫作本書時(shí)，我面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)是如何在持續(xù)吸引高級(jí)開(kāi)發(fā)者眼球的同時(shí)，不因使用assembly、link、chain、thread和fusion等字眼而打擊初學(xué)者的信心，否則許多人會(huì)以為這是一本講冶金而不是程序設(shè)計(jì)的書。本書的主要讀者是已經(jīng)有一定編程經(jīng)驗(yàn)，并想多學(xué)一種語(yǔ)言來(lái)“傍身”的開(kāi)發(fā)者。但我還是小心地編排了本書的內(nèi)容，使之對(duì)各種層次的開(kāi)發(fā)者都有足夠大的價(jià)值。

初學(xué)者：假如你是編程新手，本書將幫助你從入門級(jí)程序員過(guò)渡為C#開(kāi)發(fā)者，消除以后在面臨任何C#編程任務(wù)時(shí)的畏懼心理。本書不僅要教會(huì)你語(yǔ)法，還要教你養(yǎng)成良好的編程習(xí)慣，為將來(lái)的編程生涯打下良好基礎(chǔ)。

熟悉結(jié)構(gòu)化編程的程序員：學(xué)習(xí)外語(yǔ)最好的方法就是“沉浸法”。類似地，學(xué)習(xí)一門計(jì)算機(jī)語(yǔ)言最好的方法就是在動(dòng)手中學(xué)習(xí)，而不是等熟知了它的所有“理論”之后再動(dòng)手�；�于這個(gè)前提，本書最開(kāi)始的內(nèi)容是那些熟悉結(jié)構(gòu)化編程的開(kāi)發(fā)者很容易上手的。到第5章結(jié)束時(shí)，這些開(kāi)發(fā)者應(yīng)該可以開(kāi)始寫基本的控制流程序。然而，要成為真正的C#開(kāi)發(fā)者，記住語(yǔ)法只是第一步。為了從簡(jiǎn)單程序過(guò)渡到企業(yè)級(jí)開(kāi)發(fā)，C#開(kāi)發(fā)者必須從對(duì)象及其關(guān)系的角度來(lái)思考問(wèn)題。為此，第6章的“初學(xué)者主題”開(kāi)始介紹類和面向?qū)ο箝_(kāi)發(fā)。歷史上的C、COBOL和FORTRAN等結(jié)構(gòu)化編程語(yǔ)言雖然仍在發(fā)揮作用，但作用會(huì)越來(lái)越小，所以，軟件工程師們應(yīng)該逐漸開(kāi)始了解面向?qū)ο箝_(kāi)發(fā)。C#是進(jìn)行這一思維模式轉(zhuǎn)變的理想語(yǔ)言，因?yàn)樗�本�?lái)就是基于“面向?qū)ο箝_(kāi)發(fā)”這一中心思想來(lái)設(shè)計(jì)的。

熟悉“基于對(duì)象”和“面向?qū)ο蟆崩砟畹拈_(kāi)發(fā)者：C++、Python、TypeScript、Visual Basic和Java程序員都可歸于此類。對(duì)于分號(hào)和大括號(hào)，他們可是一點(diǎn)兒都不陌生！簡(jiǎn)單瀏覽一下第1章的代碼，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，從核心上講，C#類似于你熟知的C和C++風(fēng)格的語(yǔ)言。

C#專家：對(duì)于已經(jīng)精通C#的讀者，本書可供你參考不太常見(jiàn)的語(yǔ)法。此外，對(duì)于在其他地方強(qiáng)調(diào)較少的一些語(yǔ)言細(xì)節(jié)以及微妙之處，我提出了自己的見(jiàn)解。最重要的是，本書提供了編寫可靠和易維護(hù)代碼的指導(dǎo)原則及模式。另外，在你教別人學(xué)C#時(shí)，本書也頗有助益。

從C# 3.0到C# 8.0最重要的一些增強(qiáng)包括：

字符串插值（第2章）

隱式類型的變量（第3章）

元組（第3章）

可空引用類型（第3章）

模式匹配（第4章）

擴(kuò)展方法（第6章）

分部方法（第6章）

默認(rèn)接口成員（第8章）

匿名類型（第12章）

泛型（第12章）

Lambda語(yǔ)句和表達(dá)式（第13章）

表達(dá)式樹(shù)（第13章）

匿名類型（第15章）

標(biāo)準(zhǔn)查詢操作符（第15章）

查詢表達(dá)式（第16章）

動(dòng)態(tài)編程（第18章）

用任務(wù)編程庫(kù)（TPL）和async進(jìn)行多線程編程（第20章）

用PLINQ進(jìn)行并行查詢處理（第21章）

并發(fā)集合（第22章）

考慮到許多人還不熟悉這些主題，本書圍繞它們展開(kāi)了詳細(xì)的討論。涉及高級(jí)C#開(kāi)發(fā)的還有“指針”這一主題，該主題將在第23章討論。即使是有經(jīng)驗(yàn)的C#開(kāi)發(fā)者，也未必能很透徹地理解這一主題。

【本書特色】

本書是語(yǔ)言參考書，遵循核心C#語(yǔ)言規(guī)范（C# Language Specification）。為了幫助讀者理解各種C#構(gòu)造，書中用大量例子演示了每一種特性，而且為每個(gè)概念都提供了相應(yīng)的指導(dǎo)原則和最佳實(shí)踐，以確保代碼能順利編譯，避免留下隱患，并獲得最佳的可維護(hù)性。為增強(qiáng)可讀性，所有代碼均進(jìn)行了特殊格式處理，而且每章內(nèi)容都用思維導(dǎo)圖來(lái)概括。

【示例代碼】

請(qǐng)登錄華章網(wǎng)站（www.hzbook.com）或訪問(wèn)https://IntelliTect.com/EssentialCSharp下載示例代碼。

【思維導(dǎo)圖】

每章開(kāi)頭都有一幅“思維導(dǎo)圖”作為提綱，目的是為讀者提供針對(duì)每章內(nèi)容的快速參考。

每章主題顯示在思維導(dǎo)圖的中心，高級(jí)主題圍繞中心展開(kāi)。利用思維導(dǎo)圖，讀者可方便地搭建自己的知識(shí)體系，可以從一個(gè)主題出發(fā)，更清楚地理解其周邊的各個(gè)具體概念，避免中途糾纏于一些不相干的枝節(jié)問(wèn)題。

【分類解說(shuō)】

根據(jù)編程水平的不同，可以利用書中的標(biāo)志來(lái)幫助自己輕松找到適合自己的內(nèi)容。

初學(xué)者主題：特別針對(duì)入門級(jí)程序員提供的定義或解釋。

高級(jí)主題：可以讓有經(jīng)驗(yàn)的開(kāi)發(fā)者將注意力放在他們最關(guān)心的內(nèi)容上。

標(biāo)注：用有底紋的標(biāo)注框強(qiáng)調(diào)關(guān)鍵點(diǎn)，引起讀者的注意。

語(yǔ)言對(duì)比：分散在正文中的補(bǔ)充內(nèi)容描述了C#和其他語(yǔ)言的關(guān)鍵差異，為熟悉其他語(yǔ)言的讀者提供指引。

【本書內(nèi)容組織】

總體來(lái)說(shuō)，軟件工程的宗旨就是管理復(fù)雜性。本書基于該宗旨來(lái)組織內(nèi)容。第1章～第5章介紹結(jié)構(gòu)化編程，學(xué)習(xí)這些內(nèi)容后，可以立即開(kāi)始寫一些功能簡(jiǎn)單的代碼。第6章～第10章介紹C#的面向?qū)ο髽?gòu)造，新手應(yīng)在完全理解這幾章的內(nèi)容之后，再開(kāi)始接觸本書其余部分更高級(jí)的主題。第12章～第14章介紹更多用于降低復(fù)雜性的構(gòu)造，講解當(dāng)今幾乎所有程序都要用到的通用設(shè)計(jì)模式。理解了它們之后，才可以更輕松地理解如何通過(guò)反射和特性來(lái)進(jìn)行動(dòng)態(tài)編程。后續(xù)章節(jié)將廣泛運(yùn)用它們來(lái)實(shí)現(xiàn)線程處理和互操作性。

本書最后專門用一章（第24章）講解CLI。這一章在開(kāi)發(fā)平臺(tái)的背景下對(duì)C#語(yǔ)言進(jìn)行了描述。之所以要放到最后，是因?yàn)樗�非C#特有，且不涉及語(yǔ)法和編程風(fēng)格問(wèn)題。不過(guò)，該章適合在任何時(shí)候閱讀，或許最恰當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)是在閱讀完第1章之后。

下面是每一章的內(nèi)容提要。（章號(hào)加黑表明那一章含有C# 7.0和C# 8.0的內(nèi)容。）

第1章：本章在展示了用C#寫的HelloWorld程序之后對(duì)其進(jìn)行細(xì)致分析。目的是讓讀者熟悉C#程序的“外觀和感覺(jué)”，并理解如何編譯和調(diào)試自己的程序。另外，還簡(jiǎn)單描述執(zhí)行C#程序的上下文及其中間語(yǔ)言（Intermediate Language，IL）。

第2章：任何有用的程序都要處理數(shù)據(jù)，本章介紹C#的基元數(shù)據(jù)類型。

第3章：本章深入講解數(shù)據(jù)類型的兩大類別—值類型和引用類型。然后講解隱式類型局部變量、元組、可空修飾符以及C# 8.0引入的可空引用類型。最后深入討論基元數(shù)組結(jié)構(gòu)。

第4章：計(jì)算機(jī)最擅長(zhǎng)重復(fù)性操作，為利用該能力，需知道如何在程序中添加循環(huán)和條件邏輯。本章還討論C#操作符、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和預(yù)處理器指令。

第5章：本章討論方法及其參數(shù)的細(xì)節(jié)，其中包括通過(guò)參數(shù)來(lái)傳值、傳引用和通過(guò)out參數(shù)返回?cái)?shù)據(jù)。C# 4.0新增了默認(rèn)參數(shù)，本章將解釋如何使用。

第6章：前面已學(xué)過(guò)類的基本構(gòu)成元素，本章合并這些構(gòu)造，以獲得具有完整功能的類型。類是面向?qū)ο蠹夹g(shù)的核心，它定義了對(duì)象模板。本章還包括C# 8.0中新引入的可空屬性。

第7章：繼承是許多開(kāi)發(fā)者的基本編程手段，C#更是提供了一些獨(dú)特構(gòu)造，比如new修飾符。本章討論繼承語(yǔ)法的細(xì)節(jié)，其中包括重寫（overriding）。

第8章：本章討論如何利用接口來(lái)定義類之間的“可進(jìn)行版本控制的交互契約”（versionable interaction contract）。C#同時(shí)包含顯式和隱式接口成員實(shí)現(xiàn)，可實(shí)現(xiàn)一個(gè)額外的封裝等級(jí)，這是其他大多數(shù)語(yǔ)言所不支持的。隨著默認(rèn)接口成員的引入，該章有一節(jié)討論接口版本控制。

第9章：盡管不如定義引用類型那么頻繁，但有時(shí)確有必要定義行為和C#內(nèi)置基元類型相似的值類型。本章介紹如何定義結(jié)構(gòu)（struct），同時(shí)也強(qiáng)調(diào)其特殊性。

第10章：本章討論更高級(jí)的類型定義，解釋如何實(shí)現(xiàn)操作符，比如+和轉(zhuǎn)型操作符，并描述如何將多個(gè)類封裝到一個(gè)庫(kù)中。此外，還演示如何定義命名空間和XML注釋，并討論如何基于垃圾回收機(jī)制來(lái)設(shè)計(jì)令人滿意的類。

第11章：本章延伸討論第5章引入的異常處理機(jī)制，描述如何利用異常層次結(jié)構(gòu)創(chuàng)建自定義異常。此外，還強(qiáng)調(diào)了異常處理的一些最佳實(shí)踐。

第12章：泛型或許是C# 1.0最缺少的功能。本章全面討論自2.0引入的泛型機(jī)制。此外，C# 4.0增加了對(duì)協(xié)變和逆變的支持，本章將在泛型背景中探討它們。

第13章：正因?yàn)橛辛宋�托，C#才與其前身語(yǔ)言（C和C++等）有了顯著不同，它定義了在代碼中處理事件的模式。這幾乎完全消除了寫輪詢例程的必要。Lambda表達(dá)式是使C# 3.0的LINQ成為可能的關(guān)鍵概念。通過(guò)學(xué)習(xí)本章，你將知道Lambda表達(dá)式是在委托的基礎(chǔ)上構(gòu)建起來(lái)的，它提供了比委托更優(yōu)雅和簡(jiǎn)潔的語(yǔ)法。本章內(nèi)容是后面討論的集合API的基礎(chǔ)。這里還介紹了另一個(gè)C# 2.0特性—匿名方法。

第14章：封裝起來(lái)的委托（稱為事件）是公共語(yǔ)言運(yùn)行時(shí)（Common Language Runtime，CLR）的核心構(gòu)造。

第15章：通過(guò)討論Enumerable類的擴(kuò)展方法，介紹C# 3.0引入的一些簡(jiǎn)單而強(qiáng)大的改變。Enumerable類造就了集合API，即“標(biāo)準(zhǔn)查詢操作符”，本章對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)討論。

第16章：如果只使用標(biāo)準(zhǔn)查詢操作符，會(huì)形成讓人難以辨認(rèn)的長(zhǎng)語(yǔ)句。查詢表達(dá)式提供了一種類似SQL風(fēng)格的語(yǔ)法，有效解決了該問(wèn)題。本章會(huì)詳細(xì)討論這種表達(dá)式。

第17章：構(gòu)建用于操縱業(yè)務(wù)對(duì)象的自定義API時(shí)，經(jīng)常需要?jiǎng)?chuàng)建自定義集合。本章討論了具體做法，還介紹了能使自定義集合的構(gòu)建變得更簡(jiǎn)單的上下文關(guān)鍵字。

第18章：20世紀(jì)80年代末，程序結(jié)構(gòu)的思維模式發(fā)生了根本性的變化，面向?qū)ο蟮木幊淌沁@個(gè)變化的基礎(chǔ)。類似地，特性（attribute）使聲明性編程和嵌入元數(shù)據(jù)成為可能，因而引入了一種新的思維模式。本章探討特性的方方面面，并討論如何通過(guò)反射機(jī)制來(lái)獲取它們。本章還討論如何通過(guò)基類庫(kù)（Base Class Library，BCL）中的序列化框架來(lái)實(shí)現(xiàn)文件的輸入和輸出。C# 4.0新增了dynamic關(guān)鍵字，能將所有類型檢查都移至運(yùn)行時(shí)進(jìn)行，因而極大地?cái)U(kuò)展了C#的能力。

第19章：大多數(shù)現(xiàn)代程序都要求用線程執(zhí)行長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的任務(wù)，同時(shí)確保對(duì)并發(fā)事件的快速響應(yīng)。隨著程序越來(lái)越復(fù)雜，必須采取其他措施來(lái)保護(hù)這些高級(jí)環(huán)境中的數(shù)據(jù)。多線程應(yīng)用程序的編寫比較復(fù)雜。本章討論如何操縱線程，并提供一些最佳實(shí)踐來(lái)避免將多線程應(yīng)用程序弄得一團(tuán)糟。

第20章：本章深入研究基于任務(wù)的異步模式及其附帶的async/await語(yǔ)法。它為多線程編程提供了一種極其簡(jiǎn)化的方法。此外，還包括異步流的C# 8.0概念。

第21章：引入性能改進(jìn)的一種簡(jiǎn)單方法是使用parallel對(duì)象或并行LINQ庫(kù)并行迭代數(shù)據(jù)。

第22章：本章以第21章為基礎(chǔ)，演示如何利用一些內(nèi)建線程處理模式來(lái)簡(jiǎn)化對(duì)多線程代碼的顯式控制。

第23章：必須意識(shí)到C#是一種相對(duì)年輕的語(yǔ)言，許多現(xiàn)有的代碼是用其他語(yǔ)言寫成的。為了用好這些現(xiàn)有代碼，C#通過(guò)P/Invoke提供了對(duì)互操作性（調(diào)用非托管代碼）的支持。此外，C#允許使用指針，也允許執(zhí)行直接內(nèi)存操作。雖然使用了指針的代碼要求特殊權(quán)限才能運(yùn)行，但它具有與C風(fēng)格的API完全兼容的能力。

第24章：事實(shí)上，C#被設(shè)計(jì)成一種在CLI頂部工作的最有效的編程語(yǔ)言。本章討論C#程序與底層“運(yùn)行時(shí)”及其規(guī)范的關(guān)系。

希望本書能作為你建立C#專業(yè)能力的豐富資源，并且在精通C#后你仍能將其作為對(duì)較少使用的領(lǐng)域的參考。