《C# 7.0本质论》

书海网短评：
作为历年来深受各层次开发人员欢迎的C#指南，本书讨论了从C#3.0到7.0的*重要的C#特性，强调了现代编程模式，可帮助读者编写简洁、强大、健壮、安全和易于维护的C#代码。C#专家MarkMichaelis对语言进行了全面而

内容简介

作为历年来深受各层次开发人员欢迎的C#指南，《C# 7.0本质论》讨论了从C#3.0到7.0的*重要的C#特性，强调了现代编程模式，可帮助读者编写简洁、强大、健壮、安全和易于维护的C#代码。C#专家MarkMichaelis对语言进行了全面而深入的探讨，提供了对关键C#7.0增强、C#7.0和.NETCore/.NETStandard的配合使用以及跨平台编译的专业论述。

作者简介

MarkMichaelis是高端软件工程和咨询公司IntelliTect的创办者、首席技术架构师和培训师。Mark经常在开发者大会上发言，写过许多文章和书籍，目前是《MSDNMagazine》的《Essential.NET》专栏作家。

从1996年起，他一直是C#、VisualStudioTeamSystem和WindowsSDK的MVP。2007年被评选为微软的RegionalDirector。他还服务于微软的几个软件设计评审团队，包括C#和VSTS。

Mark拥有伊利诺伊大学哲学专业文学学士学位和伊利诺伊理工大学计算机硕士学位。

他不是痴迷于计算机，就是忙于陪伴家人或者玩壁球（2016年暂停铁人三项训练）。他居住在华盛顿州的斯波坎，他和妻子Elisabeth有三个孩子：Benjamin、Hanna和Abigail。

技术编辑简介

EricLippert目前在Facebook负责开发者工具。之前是微软C#语言设计团队的一员。不在StackOverflow上回答用户的C#问题或者编辑程序书时，他总是喜欢玩他的小帆船。目前和妻子Leah居住在华盛顿州的西雅图。

前言/序言

在软件工程的发展历史中，用于编写计算机程序的方法经历了几次思维模式的重大转变。每种思维模式都以前一种为基础，宗旨都是增强代码的组织，并降低复杂性。《C# 7.0本质论》将带领你体验相同的思维模式转变过程。

《C# 7.0本质论》开始几章会指导你学习顺序编程结构。在这种编程结构中，语句按编写顺序执行。该结构的问题在于，随着需求的增加，复杂性也指数级增加。为降低复杂性，将代码块转变成方法，产生了结构化编程模型。在这种模型中，可以从一个程序中的多个位置调用同一个代码块，不需要复制。但即使有这种结构，程序还是会很快变得臃肿不堪，需进一步抽象。所以，在此基础上人们又提出了面向对象编程的概念，这将在第6章开始讨论。在此之后，你将继续学习其他编程方法，比如基于接口的编程和LINQ（以及它促使集合API发生的改变），并最终学习通过特性（attribute）进行初级的声明性编程（第18章）。

《C# 7.0本质论》有以下三个主要职能。

全面讲述C#语言，其内容已远远超过了一本简单的教程，为你进行高效率软件开发打下坚实基础。

对于已熟悉C#的读者，《C# 7.0本质论》探讨了一些较为复杂的编程思想，并深入讨论了语言最新版本（C#7.0和.NETFramework4.7/.NETCore2.0）的新功能。

它是你永远的案头参考—即便在你精通了这种语言之后。

成功学习C#的关键在于，要尽可能快地开始编程。不要等自己成为一名理论“专家”之后才开始写代码。所以不要犹豫，马上开始写程序吧。作为迭代开发思想的追随者，我希望即使一名刚开始学习编程的新手，在第2章结束时也能动手写基本的C#代码。

许多主题《C# 7.0本质论》没有讨论。你在《C# 7.0本质论》中找不到ASP.NET、ADO.NET、Xamarin、智能客户端开发以及分布式编程等主题。虽然这些主题与.NET有关，但它们都值得用专门的书分专题讲述。幸好市面上已经有丰富的图书供读者选择。《C# 7.0本质论》重点在于C#及基类库中的类型。读完《C# 7.0本质论》之后，你在上述任何领域继续深入学习都会有游刃有余的感觉。

《C# 7.0本质论》面向的读者

写作《C# 7.0本质论》时，我面临的一个挑战是如何在持续吸引高级开发人员眼球的同时，不因使用assembly、link、chain、thread和fusion等字眼而打击初学者的信心，否则许多人会以为这是一本讲冶金而不是程序设计的书。《C# 7.0本质论》的主要读者是已经有一定编程经验，并想多学一种语言来“傍身”的开发者。但我还是小心地编排了《C# 7.0本质论》的内容，使之对各种层次的开发者都有足够大的价值。

初学者：假如你是编程新手，《C# 7.0本质论》将帮助你从入门级程序员过渡为C#开发者，消除以后在面临任何C#编程任务时的害怕心理。《C# 7.0本质论》不仅要教会你语法，还要教你养成良好的编程习惯，为将来的编程生涯打下良好基础。

熟悉结构化编程的程序员：学习外语最好的方法就是“沉浸法”。类似地，学习一门计算机语言最好的方法就是在动手中学习，而不是等熟知了它的所有“理论”之后再动手。基于这个前提，《C# 7.0本质论》最开始的内容是那些熟悉结构化编程的开发者很容易上手的。到第5章结束时，这些开发者应该可以开始写基本的控制流程序。然而，要成为真正的C#开发者，记住语法只是第一步。为了从简单程序过渡到企业级开发，C#开发者必须熟练从对象及其关系的角度来思考问题。为此，第6章的“初学者主题”开始介绍类和面向对象开发。历史上的C、COBOL和FORTRAN等结构化编程语言虽然仍在发挥作用，但作用会越来越小，所以，软件工程师们应该逐渐开始了解面向对象开发。C#是进行这一思维模式转变的理想语言，因为它本来就是基于“面向对象开发”这一中心思想来设计的。

熟悉“基于对象”和“面向对象”理念的开发者：C++、Python、TypeScript、VisualBasic和Java程序员都可归于此类。对于分号和大括号，他们可是一点儿都不陌生！简单浏览一下第1章的代码，你会发现，从核心上讲，C#类似于你熟知的C和C++风格的语言。

C#专家：对于已经精通C#的读者，《C# 7.0本质论》可供你参考不太常见的语法。此外，对于在其他地方强调较少的一些语言细节以及微妙之处，我提出了自己的见解。最重要的是，《C# 7.0本质论》提供了编写可靠和易维护代码的指导原则及模式。在你教别人学C#时，《C# 7.0本质论》也颇有助益。从C#3.0到C#7.0最重要的一些增强包括：

字符串插值（第2章）

隐式类型的变量（第3章）

元组（第3章）

模式匹配（第4章）

扩展方法（第6章）

分部方法（第6章）

泛型（第12章）

Lambda语句和表达式（第13章）

表达式树（第13章）

匿名类型（第15章）

标准查询操作符（第15章）

查询表达式（第16章）

动态编程（第18章）

用任务编程库（TPL）和async进行多线程编程（第19章）

用PLINQ进行并行查询处理（第19章）

并发集合（第20章）

考虑到许多人还不熟悉这些主题，《C# 7.0本质论》围绕它们展开了详细的讨论。涉及高级C#开发的还有“指针”这一主题，该主题将在第21章讨论。即使是有经验的C#开发者，也未必能很透彻地理解这一主题。

《C# 7.0本质论》特色

《C# 7.0本质论》是语言参考书，遵循核心《C#语言7.0规范》（C#Language7.0Specification）。为了帮助读者理解各种C#构造，书中用大量例子演示了每一种特性，而且为每个概念都提供了相应的指导原则和最佳实践，以确保代码能顺利编译，避免留下隐患，并获得最佳的可维护性。

为增强可读性，所有代码均进行了特殊格式处理，而且每章内容都用思维导图来概括。

C#设计规范

《C# 7.0本质论》新版本最重大的改进之一就是增加了大量“设计规范”，下面是取自第17章的例子。

设计规范

要确保相等的对象有相等的哈希码。

要确保对象在哈希表中时哈希码永不变化。

要确保哈希算法快速生成良好分布的哈希码。

要确保哈希算法在任何可能的对象状态中的健壮性。

区分知道语法的程序员和能因地制宜写出最高效代码的专家的关键就是这些设计规范。专家不仅能让代码通过编译，还会遵循最佳实践，降低出现bug的概率，并使代码的维护变得更容易。设计规范强调了一些关键原则，开发时务必注意。

示例代码

《C# 7.0本质论》大多数代码都能在公共语言基础结构（CommonLanguageInfrastructure，CLI）的任何实现上运行，但重点还是Microsoft.NETFramework和.NETCore这两个实现。很少使用平台或厂商特有的库，除非需要解释只和那些平台相关的重要概念（例如，解释如何正确处理Windows单线程UI）。

下面是一个示例代码清单。

代码清单1.19　注释代码

下面解释具体的格式：

注释使用斜体。

关键字加粗。

有的代码突出显示，是为了指出这些代码与之前的有区别，或是为了演示正文介绍的概念。

突出显示的可能是一整行，也可能是一行中的几个字符。

省略号表示无关代码已省略。

代码清单后列出了对应的控制台输出。由用户输入的内容加粗。

输出1.7

虽然我也可以在书中提供完整代码以方便复制，但这样会分散大家的注意力。因此，你需要在自己的程序中修改示例代码。书中的代码主要省略了错误检查，比如异常处理。另外，代码没有显式包含usingSystem语句，所有例子都需要该语句。

请访问https://github.com/IntelliTect/EssentialCSharp或http://bookzhou.com下载示例代码。

思维导图

每章开头都有一幅“思维导图”作为提纲，目的是为读者提供针对每章内容的快速参考。下面是一个例子（摘自第6章）。

每章主题显示在思维导图的中心，高级主题围绕中心展开。利用思维导图，读者可方便地搭建自己的知识体系，可以从一个主题出发，更清楚地理解其周边的各个具体概念，避免中途纠缠于一些不相干的枝节问题。

分类解说

根据编程水平的不同，可以利用书中的标志来帮助自己轻松找到适合自己的内容。

初学者主题：特别针对入门级程序员提供的定义或解释。

高级主题：可以让有经验的开发者将注意力放在他们最关心的内容上。

标注：用有底纹的标注框强调关键点，引起读者的注意。

语言对比：分散在正文中的补充内容描述了C#和其他语言的关键差异，为熟悉其他语言的读者提供指引。

《C# 7.0本质论》内容组织

总体来说，软件工程的宗旨就是管理复杂性。《C# 7.0本质论》基于该宗旨来组织内容。第1章～第5章介绍结构化编程，学习这些内容后，可以立即开始写一些功能简单的代码。第6章～第10章介绍C#的面向对象构造，新手应在完全理解这几章的内容之后，再开始接触《C# 7.0本质论》其余部分更高级的主题。第12章～第14章介绍更多用于降低复杂性的构造，讲解当今几乎所有程序都要用到的通用设计模式。理解了它们之后，才可以更轻松地理解如何通过反射和特性来进行动态编程。后续章节将广泛运用它们来实现线程处理和互操作性。

《C# 7.0本质论》最后专门用一章（第22章）讲解CLI。这一章在开发平台的背景下对C#语言进行了描述。之所以要放到最后，是因为它非C#特有，且不涉及语法和编程风格问题。不过，本章适合在任何时候阅读，或许最恰当的时机是在阅读完第1章之后。

下面是每一章的内容提要。（加黑的标题表明那一章含有C#6.0和C#7.0的内容。）

第1章—C#概述：本章在展示了用C#写的HelloWorld程序之后对其进行细致分析。目的是让读者熟悉C#程序的“外观和感觉”，并理解如何编译和调试自己的程序。另外，还简单描述了执行C#程序的上下文及其中间语言（IntermediateLanguage，IL）。

第2章—数据类型：任何有用的程序都要处理数据，本章介绍了C#的基元数据类型。

第3章—更多数据类型：本章深入讲解数据类型的两大类别：值类型和引用类型。然后讲解了可空修饰符以及C#7.0引入的元组。最后深入讨论了基元数组结构。

第4章—操作符和控制流：计算机最擅长重复性操作，为利用该能力，需知道如何在程序中添加循环和条件逻辑。本章还讨论了C#操作符、数据转换和预处理器指令。

第5章—方法和参数：本章讨论了方法及其参数的细节，其中包括通过参数来传值、传引用和通过out参数返回数据。C#4.0新增了默认参数，本章将解释如何使用。

第6章—类：前面已学过类的基本构成元素，本章合并这些构造，以获得具有完整功能的类型。类是面向对象技术的核心，它定义了对象模板。

第7章—继承：继承是许多开发者的基本编程手段，C#更是提供了一些独特构造，比如new修饰符。本章讨论了继承语法的细节，其中包括重写（overriding）。

第8章—接口：本章讨论如何利用接口来定义类之间的“可进行版本控制的交互契约”（versionableinteractioncontract）。C#同时包含显式和隐式接口成员实现，可实现一个额外的封装等级，这是其他大多数语言所不支持的。