C# 10. Programowanie. Tworzenie aplikacji Windows, internetowych i biurowych - ebook

Język C#, sztandarowe dzieło Microsoftu, jest rozwijany stopniowo i ze starannością. Wciąż cechuje go prostota, a jego możliwości konsekwentnie rosną. Każda nowa funkcjonalność idealnie integruje się z resztą języka. W efekcie C# jest dojrzały, nowoczesny, wszechstronny i bezpieczny. Jego kolejne wydanie, oznaczone numerem 10.0, różni się od poprzednich, więc aby programowanie w C# pozostało efektywne i satysfakcjonujące, trzeba opanować niuanse nowej wersji języka i narzędzi z nim związanych.

Ta książka jest uaktualnionym wydaniem wyczerpującego przewodnika dla doświadczonych programistów. Omawia ważne koncepcje języka C# i te jego tajniki, które rzadko kiedy są opisywane w poświęconych mu publikacjach. Uwzględnia najnowsze możliwości .NET 6 i C# w wersjach 9.0 i 10.0, z czego warto wymienić: rekordy, rozszerzone możliwości dopasowywania wzorców, a także nowe techniki upraszczania kodu w celu poprawy jego efektywności. Dokładnie opisano tu typy ogólne, LINQ i techniki programowania asynchronicznego. Wyjaśniono, jak w praktyce skorzystać z tych możliwości podczas tworzenia różnego rodzaju aplikacji: chmurowych, internetowych i klasycznych dla komputerów biurkowych.

W książce między innymi:

• zmiany wprowadzone w ostatnich wersjach języka C#
• zasady korzystania z nowych możliwości języka
• zastosowanie nowych funkcjonalności C# w tworzeniu aplikacji
• nowe możliwości bibliotek klas .NET
• zastosowanie bibliotek klas .NET do praktycznych zadań programistycznych
• zwiększanie siły ekspresji kodu w C#

Poznaj sekretne tajniki C# i zostań mistrzem dobrego kodu!

Wstęp

1. Prezentacja C#

• Dlaczego C#?
  • Kod zarządzany i CLR
  • Ogólność jest preferowana względem specjalizacji
• Standardy oraz implementacje języka C#
  • Wiele .NET-ów
  • Cykle wydawnicze i wsparcie długoterminowe
  • Użycie .NET Standard w celu tworzenia projektów działających
• Visual Studio, Visual Studio Code oraz JetBrains Rider
• Anatomia prostego programu
  • Pisanie testu jednostkowego
  • Przestrzenie nazw
  • Klasy
  • Testy jednostkowe
• Podsumowanie

2. Podstawy stosowania języka C#

• Zmienne lokalne
  • Zakres
  • Niejednoznaczności nazw zmiennych
  • Instancje zmiennych lokalnych
• Instrukcje i wyrażenia
  • Instrukcje
  • Wyrażenia
• Komentarze i białe znaki
• Dyrektywy preprocesora
  • Symbole kompilacji
  • Dyrektywy #error oraz #warning
  • Dyrektywa #line
  • Dyrektywa #pragma
  • Dyrektywa #nullable
  • Dyrektywy #region i #endregion
• Podstawowe typy danych
  • Typy liczbowe
  • Wartości logiczne
  • Znaki i łańcuchy znaków
  • Krotki
  • Dynamic
  • Object
• Operatory
• Sterowanie przepływem
  • Decyzje logiczne przy użyciu instrukcji if
  • Wielokrotny wybór przy użyciu instrukcji switch
  • Pętle: while i do
  • Pętle znane z języka C
  • Przeglądanie kolekcji przy użyciu pętli foreach
• Wzorce
  • Łączenie i negacja wzorców
  • Wzorce relacyjne
  • Uzyskiwanie większej dokładności dzięki użyciu when
  • Wzorce w wyrażeniach
• Podsumowanie

3. Typy

• Klasy
  • Składowe statyczne
  • Klasy statyczne
• Rekordy
• Typy referencyjne i wartość null
  • Eliminacja wartości pustych przy użyciu referencji, które ich nie akceptują
• Struktury
  • Kiedy tworzyć typy wartościowe?
  • Gwarantowanie niezmienności
  • Typy record struct
• Klasy, struktury, rekordy czy krotki?
• Składowe
  • Dostępność
  • Pola
  • Konstruktory
  • Dekonstruktory
  • Metody
  • Właściwości
  • Operatory
  • Zdarzenia
  • Typy zagnieżdżone
• Interfejsy
  • Domyślne implementacje metod w interfejsach
• Typy wyliczeniowe
• Inne typy
• Typy anonimowe
• Typy i metody częściowe
• Podsumowanie

4. Typy ogólne

• Typy ogólne
• Ograniczenia
  • Ograniczenia typu
  • Ograniczenia typu referencyjnego
  • Ograniczenia typu wartościowego
  • Wszystkie typy w hierarchii wartościowe dzięki ograniczeniu unmanaged
  • Ograniczenie notnull
  • Inne specjalne ograniczenia typów
  • Stosowanie wielu ograniczeń
• Wartości przypominające zero
• Metody ogólne
  • Wnioskowanie typu
• Typy ogólne i krotki
• Tajniki typów ogólnych
• Podsumowanie

5. Kolekcje

• Tablice
  • Inicjalizacja tablic
  • Przeszukiwanie i sortowanie
  • Tablice wielowymiarowe
  • Kopiowanie i zmiana wielkości
• List
• Interfejsy list i sekwencji
• Implementacja list i sekwencji
  • Implementacja IEnumerable przy użyciu iteratorów
  • Klasa Collection
  • Klasa ReadOnlyCollection
• Odwołania do elementów z użyciem indeksów i zakresów
  • System.Index
  • System.Range
  • Obsługa indeksów i zakresów we własnych typach danych
• Słowniki
  • Słowniki posortowane
• Zbiory
• Kolejki i stosy
• Listy połączone
• Kolekcje współbieżne
• Kolekcje niezmienne
• Podsumowanie

6. Dziedziczenie

• Dziedziczenie i konwersje
• Dziedziczenie interfejsów
• Typy ogólne
  • Kowariancja i kontrawariancja
• System.Object
  • Wszechobecne metody typu System.Object
• Dostępność i dziedziczenie
• Metody wirtualne
  • Metody abstrakcyjne
  • Dziedziczenie i wersje bibliotek
• Metody i klasy ostateczne
• Dostęp do składowych klas bazowych
• Dziedziczenie i tworzenie obiektów
• Rekordy
  • Rekordy, dziedziczenie i słowo kluczowe with
• Specjalne typy bazowe
• Podsumowanie

7. Cykl życia obiektów

• Mechanizm odzyskiwania pamięci
  • Określanie osiągalności danych
  • Przypadkowe problemy mechanizmu odzyskiwania pamięci
  • Słabe referencje
  • Odzyskiwanie pamięci
  • Tryby odzyskiwania pamięci
  • Tymczasowe zawieszanie odzyskiwania pamięci
  • Przypadkowe utrudnianie scalania
  • Wymuszanie odzyskiwania pamięci
• Destruktory i finalizacja
• Interfejs IDisposable
  • Zwalnianie opcjonalne
• Pakowanie
  • Pakowanie danych typu Nullable
• Podsumowanie

8. Wyjątki

• Źródła wyjątków
  • Wyjątki zgłaszane przez API
  • Błędy wykrywane przez środowisko uruchomieniowe
• Obsługa wyjątków
  • Obiekty wyjątków
  • Wiele bloków catch
  • Filtry wyjątków
  • Zagnieżdżone bloki try
  • Bloki finally
• Zgłaszanie wyjątków
  • Powtórne zgłaszanie wyjątków
  • Sposób na szybkie zakończenie aplikacji
• Typy wyjątków
• Wyjątki niestandardowe
• Wyjątki nieobsługiwane
• Podsumowanie

9. Delegaty, wyrażenia lambda i zdarzenia

• Typy delegatów
  • Tworzenie delegatów
  • MulticastDelegate - delegaty zbiorowe
  • Wywoływanie delegatów
  • Popularne typy delegatów
  • Zgodność typów
  • Więcej niż składnia
• Funkcje anonimowe
  • Przechwytywane zmienne
  • Wyrażenia lambda oraz drzewa wyrażeń
• Zdarzenia
  • Standardowy wzorzec delegatów zdarzeń
  • Niestandardowe metody dodające i usuwające zdarzenia
  • Zdarzenia i mechanizm odzyskiwania pamięci
  • Zdarzenia a delegaty
• Delegaty a interfejsy
• Podsumowanie

10. LINQ

• Wyrażenia zapytań
  • Jak są rozwijane wyrażenia zapytań
  • Obsługa wyrażeń zapytań
• Przetwarzanie opóźnione
• LINQ, typy ogólne oraz interfejs IQueryable
• Standardowe operatory LINQ
  • Filtrowanie
  • Selekcja
  • Operator SelectMany
  • Podział na części
  • Określanie porządku
  • Testy zawierania
  • Asynchroniczne przetwarzanie natychmiastowe
  • Agregacja
  • Operacje na zbiorach
  • Operatory działające na całych sekwencjach z zachowaniem kolejności
  • Grupowanie
  • Złączenia
  • Konwersje
• Generowanie sekwencji
• Inne implementacje LINQ
  • Entity Framework Core
  • Parallel LINQ (PLINQ)
  • LINQ to XML
  • IAsyncEnumerable
  • Reactive Extensions
• Podsumowanie

11. Reactive Extensions

• Podstawowe interfejsy
  • Interfejs IObserver
  • Interfejs IObservable
• Publikowanie i subskrypcja z wykorzystaniem delegatów
  • Tworzenie źródła przy wykorzystaniu delegatów
  • Subskrybowanie obserwowalnych źródeł przy użyciu delegatów
• Generator sekwencji
  • Empty
  • Never
  • Return
  • Throw
  • Range
  • Repeat
  • Generate
• Zapytania LINQ
  • Operatory grupowania
  • Operatory Join
  • Operator SelectMany
  • Agregacja oraz inne operatory zwracające jedną wartość
  • Operator Concat
• Operatory biblioteki Rx
  • Merge
  • Operatory Buffer i Window
  • Operator Scan
  • Operator Amb
  • DistinctUntilChanged
• Mechanizmy szeregujące
  • Określanie mechanizmów szeregujących
  • Wbudowane mechanizmy szeregujące
• Tematy
  • Subject
  • BehaviorSubject
  • ReplaySubject
  • AsyncSubject
• Dostosowanie
  • IEnumerable i IAsyncEnumerable
  • Zdarzenia .NET
  • API asynchroniczne
• Operacje z uzależnieniami czasowymi
  • Interval
  • Timer
  • Timestamp
  • TimeInterval
  • Throttle
  • Sample
  • Timeout
  • Operatory okien czasowych
  • Delay
  • DelaySubscription
• Reaqtor - Rx jako usługa
• Podsumowanie

12. Podzespoły

• Anatomia podzespołu
  • Metadane .NET
  • Zasoby
  • Podzespoły składające się z wielu plików
  • Inne możliwości formatu PE
• Tożsamość typu
• Wczytywanie podzespołów
  • Określanie podzespołów
  • Jawne wczytywanie podzespołów
  • Izolacja i obsługa wtyczek z użyciem typu AssemblyLoadContext
• Nazwy podzespołów
  • Silne nazwy
  • Numer wersji
  • Numery wersji a wczytywanie podzespołów
  • Identyfikator kulturowy
• Zabezpieczenia
• Platformy docelowe i .NET Standard
• Podsumowanie

13. Odzwierciedlanie

• Typy odzwierciedlania
  • Assembly
  • Module
  • MemberInfo
  • Type i TypeInfo
  • MethodBase, ConstructorInfo oraz MethodInfo
  • ParameterInfo
  • FieldInfo
  • PropertyInfo
  • EventInfo
• Konteksty odzwierciedlania
• Podsumowanie

14. Atrybuty

• Stosowanie atrybutów
  • Cele atrybutów
  • Atrybuty obsługiwane przez kompilator
  • Atrybuty obsługiwane przez CLR
• Definiowanie i stosowanie atrybutów niestandardowych
  • Typy atrybutów
  • Pobieranie atrybutów
  • Wczytywanie jedynie metadanych
• Podsumowanie

15. Pliki i strumienie

• Klasa Stream
  • Położenie i poruszanie się w strumieniu
  • Opróżnianie strumienia
  • Kopiowanie
  • Length
  • Zwalnianie strumieni
  • Operacje asynchroniczne
  • Konkretne typy strumieni
  • Jeden typ, wiele zachowań
• Dostęp swobodny i rozproszone/zebrane operacje wejścia-wyjścia bez klasy Stream
• Typy operujące na tekstach
  • TextReader oraz TextWriter
  • Konkretne typy do odczytu i zapisu łańcuchów znaków
  • Kodowanie
• Pliki i katalogi
  • Klasa FileStream
  • Klasa File
  • Klasa Directory
  • Klasa Path
  • Klasy FileInfo, DirectoryInfo oraz FileSystemInfo
  • Znane katalogi
• Serializacja
  • Klasy BinaryReader i BinaryWriter
  • Serializacja CLR
  • JSON
• Podsumowanie

16. Wielowątkowość

• Wątki
  • Wątki, zmienne i wspólny stan
  • Pamięć lokalna wątku
  • Klasa Thread
  • Pula wątków
  • Powinowactwo do wątku oraz klasa SynchronizationContext
  • Klasa ExecutionContext
• Synchronizacja
  • Monitory oraz słowo kluczowe lock
  • Klasa SpinLock
  • Blokady odczytu i zapisu
  • Obiekty zdarzeń
  • Klasa Barrier
  • Klasa CountdownEvent
  • Semafory
  • Muteksy
  • Klasa Interlocked
  • Leniwa inicjalizacja
  • Pozostałe klasy obsługujące działania współbieżne
• Zadania
  • Klasy Task i Task
  • Kontynuacje
  • Mechanizmy szeregujące
  • Obsługa błędów
  • Niestandardowe zadania bezwątkowe
  • Związki zadanie nadrzędne - zadanie podrzędne
  • Zadania złożone
• Inne wzorce asynchroniczne
• Anulowanie
• Równoległość
  • Klasa Parallel
  • Parallel LINQ
  • TPL Dataflow
• Podsumowanie

17. Asynchroniczne cechy języka

• Nowe słowa kluczowe: async i await
  • Konteksty wykonania i synchronizacji
  • Wykonywanie wielu operacji i pętli
  • Zwracanie obiektu Task
  • Stosowanie async w metodach zagnieżdżonych
• Wzorzec słowa kluczowego await
• Obsługa błędów
  • Weryfikacja poprawności argumentów
  • Wyjątki pojedyncze oraz grupy wyjątków
  • Operacje równoległe i nieobsłużone wyjątki
• Podsumowanie

18. Wydajne użytkowanie pamięci

• (Nie) kopiować!
• Reprezentacja elementów sekwencyjnych przy użyciu Span
  • Metody pomocnicze
  • Tylko na stosie
• Reprezentacja elementów sekwencyjnych przy użyciu Memory
• ReadOnlySequence
• Przetwarzanie strumieni danych przy użyciu potoków
  • Przetwarzanie danych JSON w ASP.NET Core
• Podsumowanie

Skorowidz