Язык программирования C#9 и платформа .NET5

Книга логически разделена на девять частей, каждая из которых содержит связанные друг с другом главы. Ниже приведено краткое содержание частей и глав.

Часть I. Язык программирования C# и платформа .NET 5

Глава 1. Введение в C# и . NET (Core) 5

Первая глава выступает в качестве основы для всего остального материала. Ее основная цель в том, чтобы представить вам набор строительных блоков .NET Core, таких как исполняющая среда .NET Runtime, общая система типов CTS, общеязыковая спецификация CLS и библиотеки базовых классов (BCL). Здесь вы впервые взглянете на язык программирования С#, пространства имен и формат сборок .NET 5.

Глава 2. Создание приложений на языке C#

Целью этой главы является введение в процесс компиляции файлов исходного кода С#. После установки .NET 5 SDK и исполняющей среды вы узнаете о совершенно бесплатном (но полнофункциональном) продукте Visual Studio Community, а также об исключительно популярном (и тоже бесплатном) продукте Visual Studio Code. Вы научитесь создавать, запускать и отлаживать приложения .NET 5 на языке C# с использованием Visual Studio и Visual Studio Code.

Часть II. Основы программирования на C#

Темы, представленные в этой части книги, очень важны, поскольку они связаны с разработкой ПО .NET 5 любого типа (например, веб-приложений, настольных приложений с графическим пользовательским интерфейсом, библиотек кода, служб и т.д.). Здесь вы узнаете о фундаментальных типах данных .NET 5, освоите манипулирование текстом и ознакомитесь с ролью модификаторов параметров C# (включая необязательные и именованные аргументы ).

Глава 3. Главные конструкции программирования на С#; часть 1

В этой главе начинается формальное исследование языка программирования С#. Здесь вы узнаете о роли метода

Main()

System.String

System.Text.StringBuilder

unchecked

Глава 4. Главные конструкции программирования на С#; часть 2

В этой главе завершается исследование ключевых аспектов С#, начиная с создания и манипулирования массивами данных. Затем вы узнаете, как конструировать перегруженные методы типов и определять параметры с применением ключевых слов

out

ref

params

null

Часть III. Объектно-ориентированное программирование на C#

В этой части вы изучите основные конструкции языка С#, включая детали объектно-ориентированного программирования. Здесь вы научитесь обрабатывать исключения времени выполнения и взаимодействовать со строго типизированными интерфейсами. Вы также узнаете о времени существования объектов и сборке мусора.

Гпава 5. Инкапсуляция

В этой главе начинается рассмотрение концепций объектно-ориентированного программирования (ООП) на языке С#. После представления главных принципов ООП (инкапсуляции, наследования и полиморфизма) будет показано, как строить надежные типы классов с использованием конструкторов, свойств, статических членов, констант и полей только для чтения. Вы также узнаете об определениях частичных типов, синтаксисе инициализации объектов и автоматических свойств, а в заключение главы будут рассматриваться типы записей, появившиеся в C# 9.0.

Глава 6. Наследование и полиморфизм

Здесь вы ознакомитесь с оставшимися главными принципами ООП (наследованием и полиморфизмом), которые позволяют создавать семейства связанных типов классов. Вы узнаете о роли виртуальных и абстрактных методов (и абстрактных базовых классов), а также о природе полиморфных интерфейсов. Затем вы исследуете сопоставление с образцом посредством ключевого слова

is

System.Object

Глава 7. Структурированная обработка исключений

В этой главе обсуждаются способы обработки в кодовой базе аномалий, возникающих во время выполнения, за счет использования структурированной обработки исключений. Вы узнаете не только о ключевых словах С#, которые дают возможность решать такие задачи (

try

catch

throw

when

finally

Глава 8. Работа с интерфейсами

Материал этой главы опирается на ваше понимание объектно-ориентированной разработки и посвящен программированию на основе интерфейсов. Здесь вы узнаете, каким образом определять классы и структуры, поддерживающие несколько линий поведения, обнаруживать такие линии поведения во время выполнения и выборочно скрывать какие-то из них с применением явной реализации интерфейсов. В дополнение к созданию специальных интерфейсов вы научитесь реализовывать стандартные интерфейсы, доступные внутри платформы .NET Core, и использовать их для построения объектов, которые могут сортироваться, копироваться, перечисляться и сравниваться.

Глава 9. Время существования объектов

В финальной главе этой части исследуется управление памятью средой .NET Runtime с использованием сборщика мусора .NET Core. Вы узнаете о роли корневых элементов приложения, поколений объектов и типа

System.GC

IDisposable

System.Object.Finalize()

Lazy

Часть IV. Дополнительные конструкции программирования на C#

В этой части книги вы углубите знания языка C# за счет исследования нескольких более сложных (и важных) концепций. Здесь вы завершите ознакомление с системой типов .NET Core, изучив коллекции и обобщения. Вы также освоите несколько более сложных средств C# (такие как методы расширения, перегрузка операций, анонимные типы и манипулирование указателями). Затем вы узнаете о делегатах и лямбда-выражениях, взглянете на язык LINQ, а в конце части ознакомитесь с процессами и многопоточным/асинхронным программированием.

Глава 10. Коллекции и обобщения

В этой главе исследуется тема обобщений. Вы увидите, что программирование с обобщениями предлагает способ создания типов и членов типов, которые содержат заполнители, указываемые вызывающим кодом. По существу обобщения значительно улучшают производительность приложений и безопасность в отношении типов. Здесь не только описаны разнообразные обобщенные типы из пространства имен

System.Collections.Generic

Глава 11. Расширенные средства языка C#

В этой главе вы сможете углубить понимание языка C# за счет исследования нескольких расширенных приемов программирования. Здесь вы узнаете, как перегружать операции и создавать специальные процедуры преобразования (явного и неявного) для типов. Вы также научитесь строить и взаимодействовать с индексаторами типов и работать с расширяющими методами, анонимными типами, частичными методами и указателями С#, используя контекст небезопасного кода.

Глава 12. Делегаты, события и лямбда-выражения

Целью этой главы является прояснение типа делегата. Выражаясь просто, делегат .NET Core представляет собой объект, который указывает на определенные методы в приложении. С помощью делегатов можно создавать системы, которые позволяют многочисленным объектам участвовать в двухстороннем взаимодействии. После исследования способов применения делегатов .NET Core вы ознакомитесь с ключевым словом

event

=>

Глава 13. LINQ to Objects

В этой главе начинается исследование языка интегрированных запросов (LINQ). Язык LINQ дает возможность строить строго типизированные выражения запросов, которые могут применяться к многочисленным целевым объектам LINQ для манипулирования данными в самом широком смысле этого слова. Здесь вы изучите API-интерфейс LINQ to Objects, который позволяет применять выражения LINQ к контейнерам данных (например, массивам, коллекциям и специальным типам). Приведенная в главе информация будет полезна позже в книге при рассмотрении других API-интерфейсов.

Глава 14. Процессы, домены приложений и контексты загрузки

Опираясь на хорошее понимание вами сборок, в этой главе подробно раскрывается внутреннее устройство загруженной исполняемой сборки .NET Core. Целью главы является иллюстрация отношений между процессами, доменами приложений и контекстными границами. Упомянутые темы формируют основу для главы 15, где будет исследоваться конструирование многопоточных приложений.

Глава 15. Многопоточное, параллельное и асинхронное программирование

Эта глава посвящена построению многопоточных приложений. В ней демонстрируются приемы, которые можно использовать для написания кода, безопасного к потокам. Глава начинается с краткого напоминания о том, что собой представляет тип делегата .NET Core, и объяснения внутренней поддержки делегата для асинхронного вызова методов. Затем рассматриваются типы из пространства имен

System.Threading

async/await

async

Часть V. Программирование с использованием сборок .NET Core

Эта часть книги посвящена деталям формата сборок .NET Core. Здесь вы узнаете не только о том, как развертывать и конфигурировать библиотеки кода .NET Core, но также о внутреннем устройстве двоичного образа .NET Core. Будет описана роль атрибутов .NET Core и распознавания информации о типе во время выполнения. Кроме того, объясняется роль исполняющей среды динамического языка (DLR) и ключевого слова

dynamic

Глава 16. Построение и конфигурирование библиотек классов

На самом высоком уровне термин "сборка" применяется для описания двоичного файла, созданного с помощью компилятора .NET Core. Однако в действительности понятие сборки намного шире. Вы научитесь создавать и развертывать сборки и узнаете, в чем отличие между библиотеками классов и консольными приложениями, а также между библиотеками классов .NET Core и .NET Standard. В конце главы раскрываются новые возможности, доступные в .NET 5, такие как однофайловое автономное развертывание.

Глава 17. Рефлексия типов, позднее связывание и программирование на основе атрибутов

В этой главе продолжается исследование сборок .NET Core. Здесь будет показано, как обнаруживать типы во время выполнения с использованием пространства имен

System.Reflection

Глава 18. Динамические типы и среда DLR

В версии .NET 4.0 появился новый аспект исполняющей среды. NET, который называется исполняющей средой динамического языка (DLR). Используя DLR и ключевое слово dynamic языка С#, можно определять данные, которые в действительности не будут распознаваться вплоть до времени выполнения. Такие средства существенно упрощают решение ряда сложных задач программирования для .NET Core. В этой главе вы ознакомитесь со сценариями применения динамических данных, включая использование API-интерфейсов рефлексии .NET Core и взаимодействие с унаследованными библиотеками СОМ с минимальными усилиями.

Глава 19. Язык CIL и роль динамических сборок

В последней главе этой части преследуется двойная цель. В первой половине главы рассматривается синтаксис и семантика языка CIL, а во второй — роль пространства имен

System.Reflection.Emit

Часть VI. Работа с файлами, сериализация объектов и доступ к данным

К настоящему моменту вы уже должны хорошо ориентироваться в языке C# и в подробностях формата сборок .NET Core. В данной части книги ваши знания расширяются исследованием нескольких часто используемых служб, которые можно обнаружить внутри библиотек базовых классов, включая файловый ввод-вывод, сериализация объектов и доступ к базам данных посредством ADO.NET.

Глава 20. Файловый ввод-вывод и сериализация объектов

Пространство имен

System.IO

Глава 21. Доступ к данным с помощью ADO.NET

Эта глава посвящена доступу к данным с использованием ADO.NET — API-интерфейса доступа к базам данных для приложений .NET Core. В частности, здесь рассматривается роль поставщиков данных .NET Core и взаимодействие с реляционной базой данных с применением инфраструктуры ADO.NET, которая представлена объектами подключений, объектами команд, объектами транзакций и объектами чтения данных. Кроме того, в главе начинается создание уровня доступа к данным

AutoLot

Часть VII. Entity Framework Core

У вас уже есть четкое представление о языке C# и деталях формата сборок .NET Core. В этой части вы узнаете о распространенных службах, реализованных внутри библиотек базовых классов, в числе которых файловый ввод-вывод, доступ к базам данных с использованием ADO.NET и доступ к базам данных с применением Entity Framework Core.

Глава 22. Введение в Entity Framework Core

В этой главе рассматривается инфраструктура Entity Framework (EF) Core, которая представляет собой систему объектно-реляционного отображения (ORM), построенную поверх ADO.NET. Инфраструктура EF Core предлагает способ написания кода доступа к данным с использованием строго типизированных классов, напрямую отображаемых на бизнес-модель. Здесь вы освоите строительные блоки EF Core, включая

DbContext

DbSet

DbChangeTracker

Глава 23 . Построение уровня доступа к данным с помощью Entity Framework Core

В этой главе создается уровень доступа к данным

AutoLot

DbContext

AutoLot

Часть IV. Дополнительные конструкции программирования на C#

Первоначальный API-интерфейс для построения графических пользовательских интерфейсов настольных приложений, поддерживаемый платформой .NET, назывался Windows Forms. Хотя он по-прежнему доступен, в версии .NET 3.0 программистам был предложен API-интерфейс под названием Windows Presentation Foundation (WPF). В отличие от Windows Forms эта инфраструктура для построения пользовательских интерфейсов объединяет в единую унифицированную модель несколько основных служб, включая привязку данных, двумерную и трехмерную графику, анимацию и форматированные документы. Все это достигается с использованием декларативной грамматики разметки, которая называется расширяемым языком разметки приложений (XAML). Более того, архитектура элементов управления WPF предлагает легкий способ радикального изменения внешнего вида и поведения типового элемента управления с применением всего лишь правильно оформленной разметки XAML.

Гпава 24. Введение в Windows Presentation Foundation и XAML

Эта глава начинается с исследования мотивации создания WPF (с учетом того, что в .NET уже существовала инфраструктура для разработки графических пользовательских интерфейсов настольных приложений). Затем вы узнаете о синтаксисе XAML и ознакомитесь с поддержкой построения приложений WPF в Visual Studio.

Глава 25. Элементы управления, компоновки, события и привязка данных в WPF

В этой главе будет показано, как работать с элементами управления и диспетчерами компоновки, предлагаемыми WPF. Вы узнаете, каким образом создавать системы меню, окна с разделителями, панели инструментов и строки состояния. Также в главе рассматриваются API-интерфейсы (и связанные с ними элементы управления), входящие в состав WPF, в том числе Ink API, команды, маршрутизируемые события, модель привязки данных и свойства зависимости.

Глава 26. Службы визуализации графики WPF

Инфраструктура WPF является API-интерфейсом, интенсивно использующим графику, и с учетом этого WPF предоставляет три подхода к визуализации графических данных: фигуры, рисунки и геометрические объекты, а также визуальные объекты. В настоящей главе вы ознакомитесь с каждым подходом и попутно изучите несколько важных графических примитивов (например, кисти, перья и трансформации). Кроме того, вы узнаете, как встраивать векторные изображения в графику WPF и выполнять операции проверки попадания в отношении графических данных.

Глава 27. Ресурсы, анимация, стили и шаблоны WPF

В этой главе освещены важные (и взаимосвязанные) темы, которые позволят углубить знания API-интерфейса WPF. Первым делом вы изучите роль логических ресурсов. Система логических ресурсов (также называемых объектными ресурсами) предлагает способ именования и ссылки на часто используемые объекты внутри приложения WPF. Затем вы узнаете, каким образом определять, выполнять и управлять анимационной последовательностью. Вы увидите, что применение анимации WPF не ограничивается видеоиграми или мультимедиа-приложениями. В завершение главы вы ознакомитесь с ролью стилей WPF. Подобно веб-странице, использующей CSS или механизм тем ASP.NET, приложение WPF может определять общий вид и поведение для целого набора элементов управления.

Глава 28. Уведомления WPF, проверка достоверности, команды и MWM

Эта глава начинается с исследования трех основных возможностей инфраструктуры WPF: уведомлений, проверки достоверности и команд. В разделе, в котором рассматриваются уведомления, вы узнаете о наблюдаемых моделях и коллекциях, а также о том, как они поддерживают данные приложения и пользовательский интерфейс в синхронизированном состоянии. Затем вы научитесь создавать специальные команды для инкапсуляции кода. В разделе, посвященном проверке достоверности, вы ознакомитесь с несколькими механизмами проверки достоверности, которые доступны для применения в приложениях WPF. Глава завершается исследованием паттерна "модель-представление-модель представления" (MWM) и созданием приложения, демонстрирующего паттерн MWM в действии.

Часть IX. ASP.NET Core

Эта часть посвящена построению веб-приложений с применением инфраструктуры ASP.NET Core, которую можно использовать для создания веб-приложений и служб REST.

Глава 29. Введение в ASP.NET Core

В этой главе обсуждается инфраструктура ASP.NET Core и паттерн MVC. Сначала объясняются функциональные средства, перенесенные в ASP.NET Core из классических инфраструктур ASP.NET MVC и Web API, в том числе контроллеры и действия, привязка моделей, маршрутизация и фильтры. Затем рассматриваются новые функциональные средства, появившиеся в ASP.NET Core, включая внедрение зависимостей, готовность к взаимодействию с облачными технологиями, осведомленная о среде система конфигурирования, шаблоны развертывания и конвейер обработки запросов HTTP. Наконец, в главе создаются два проекта ASP.NET Core, которые будут закончены в последующих двух главах, демонстрируются варианты запуска приложений ASP.NET Core и начинается процесс конфигурирования этих двух проектов ASP.NET Core.

Глава 30. Создание служб REST с помощью ASP.NET Core

В этой главе завершается создание приложения REST-службы ASP.NET Core. Первым делом демонстрируются разные механизмы возвращения клиенту результатов JSON и встроенная поддержка приложений служб, обеспечиваемая атрибутом

ApiController

Глава 31. Создание приложений MVC с помощью ASP.NET Core

В последней главе книги заканчивается рассмотрение ASP.NET Core и работа над веб-приложением MVC. Сначала подробно обсуждаются представления и механизм представлений Razor, включая компоновки и частичные представления. Затем исследуются вспомогательные функции дескрипторов, а также управление библиотеками клиентской стороны и пакетирование/минификация этих библиотек. Далее завершается построение класса

CarsController

CarsController

AutoLot