Герберт Шилдт - C# 4.0: полное руководство

Герберт Шилдт

Полное руководство С#4.0

Об авторе

Герберт Шилдт (Herbert Schildt) является одним из самых известных специалистов по языкам программирования С#, C++, С и Java. Его книги по программированию изданы миллионными тиражами и переведены с английского на все основные иностранные языки. Его перу принадлежит целый ряд популярных книг, в том числе Полный справочник по Java, Полный справочник по C++, Полный справочник по С (все перечисленные книги вышли в издательстве "Вильямс" в 2007 и 2008 гг.). Несмотря на то что Герберт Шилдт интересуется всеми аспектами вычислительной техники, его основная специализация — языки программирования, в том числе компиляторы, интерпретаторы и языки программирования роботов. Он также проявляет живой интерес к стандартизации языков. Шилдт окончил Иллинойский университет и имеет степени магистра и бакалавра. Связаться с ним можно, посетив его веб-сайт по адресу www.HerbSchildt.com.

О научном редакторе

Майкл Ховард (Michael Howard) работает руководителем проекта программной защиты в группе техники информационной безопасности, входящей в подразделение разработки защищенных информационных систем (TwC) корпорации Microsoft, где он отвечает за внедрение надежных с точки зрения безопасности методов проектирования, программирования и тестирования информационных систем в масштабах всей корпорации. Ховард является автором методики безопасной разработки (Security Development Lifecycle — SDL) — процесса повышения безопасности программного обеспечения, выпускаемого корпорацией Microsoft.

Свою карьеру в корпорации Microsoft Ховард начал в 1992 году, проработав два первых года с ОС Windows и компиляторами в службе поддержки программных продуктов (Product Support Services) новозеландского отделения корпорации, а затем перейдя в консультационную службу (Microsoft Consulting Services), где он занимался клиентской поддержкой инфраструктуры безопасности и помогал в разработке заказных проектных решений и программного обеспечения. В 1997 году Ховард переехал в Соединенные Штаты и поступил на работу в отделение Windows веб-службы Internet Information Services, представлявшей собой веб-сервер следующего поколения в корпорации Microsoft, прежде чем перейти в 2000 году к своим текущим служебным обязанностям.

Ховард является редактором журнала IEEE Security & Privacy, часто выступает на конференциях, посвященных безопасности программных средств, и регулярно пишет статьи по вопросам безопасного программирования и проектирования программного обеспечения. Он является одним из авторов шести книг по безопасности информационных систем.

Благодарности

Особая благодарность выражается Майклу Ховарду за превосходное научное редактирование книги. Его знания, опыт, дельные советы и предложения оказались неоценимыми.

Предисловие

Программисты — люди требовательные, постоянно ищущие пути повышения производительности, эффективности и переносимости разрабатываемых ими программ. Они не менее требовательны к применяемым инструментальным средствам и особенно к языкам программирования. Существует немало языков программирования, но лишь немногие из них действительно хороши. Хороший язык программирования должен быть одновременно эффективным и гибким, а его синтаксис — кратким, но ясным. Он должен облегчать создание правильного кода, не мешая делать это, а также поддерживать самые современные возможности программирования, но не ультрамодные тенденции, заводящие в тупик. И наконец, хороший язык программирования должен обладать еще одним, едва уловимым качеством: вызывать у нас такое ощущение, будто мы находимся в своей стихии, когда пользуемся им. Именно таким языком и является С#.

Язык C# был создан корпорацией Microsoft для поддержки среды .NET Framework и опирается на богатое наследие в области программирования. Его главным разработчиком был Андерс Хейльсберг (Anders Hejlsberg) — известнейший специалист по программированию. C# происходит напрямую от двух самых удачных в области программирования языков: С и C++. От языка С он унаследовал синтаксис, многие ключевые слова и операторы, а от C++ — усовершенствованную объектную модель. Кроме того, C# тесно связан с Java — другим не менее удачным языком.

Имея общее происхождение, но во многом отличаясь, C# и Java похожи друг на друга как близкие, но не кровные родственники. В обоих языках поддерживается распределенное программирование и применяется промежуточный код для обеспечения безопасности и переносимости, но отличия кроются в деталях реализации. Кроме того, в обоих языках предоставляется немало возможностей для проверки ошибок при выполнении, обеспечения безопасности и управляемого исполнения, хотя и в этом случае отличия кроются в деталях реализации. Но в отличие от Java, язык C# предоставляет доступ к указателям — средствам программирования, которые поддерживаются в C++. Следовательно, C# сочетает в себе эффективность, присущую C++, и типовую безопасность, характерную для Java. Более того, компромиссы между эффективностью и безопасностью в этом языке программирования тщательно уравновешены и совершенно прозрачны.

На протяжении всей истории вычислительной техники языки программирования развивались, приспосабливаясь к изменениям в вычислительной среде, новшествам в теории языков программирования и новым тенденциям в осмыслении и подходе к работе программистов. И в этом отношении C# не является исключением. В ходе непрерывного процесса уточнения, адаптации и нововведений C# продемонстрировал способность быстро реагировать на потребности программистов в переменах. Об этом явно свидетельствуют многие новые возможности, введенные в C# с момента выхода исходной версии 1.0 этого языка в 2000 году.

Рассмотрим для примера первое существенное исправление, внесенное в версии C# 2.0, где был введен ряд свойств, упрощавших написание более гибкого, надежного и быстро действующего кода. Без сомнения, самым важным новшеством в версии C# 2.0 явилось внедрение обобщений. Благодаря обобщениям стало возможным создание типизированного, повторно используемого кода на С#. Следовательно, внедрение обобщений позволило основательно расширить возможности и повысить эффективность этого языка.

А теперь рассмотрим второе существенное исправление, внесенное в версии C# 3.0. Не будет преувеличением сказать, что в этой версии введены свойства, переопределившие саму суть C# и поднявшие на новый уровень разработку языков программирования. Среди многих новых свойств особенно выделяются два следующих: LINQ и лябмда-выражения. Сокращение LINQ означает язык интегрированных запросов. Это языковое средство позволяет создавать запросы к базе данных, используя элементы С#. А лябмда-выражения — это синтаксис функционалов с помощью лямбда-оператора =>, причем лябмда-выражения часто применяются в LINQ-выражениях.

И наконец, третье существенное исправление было внесено в версии C# 4.0, описываемой в этой книге. Эта версия опирается на предыдущие и в то же время предоставляет целый ряд новых средств для рационального решения типичных задач программирования. В частности, в ней внедрены именованные и необязательные аргументы, что делает более удобным вызов некоторых видов методов; добавлено ключевое слово dynamic, упрощающее применение C# в тех случаях, когда тип данных создается во время выполнения, например, при сопряжении с моделью компонентных объектов (СОМ) или при использовании рефлексии; а средства ковариантности и контравариантности, уже поддерживавшиеся в С#, были расширены с тем, чтобы использовать параметры типа. Благодаря усовершенствованиям среды .NET Framework, представленной в виде библиотеки С#, в данной версии поддерживается параллельное программирование средствами TPL (Task Parallel Library — Библиотека распараллеливания задач) и PLINQ (Parallel LINQ — Параллельный язык интегрированных запросов). Эти подсистемы упрощают создание кода, который масштабируется автоматически для более эффективного использования компьютеров с многоядерными процессорами. Таким образом, с выпуском версии C# 4.0 появилась возможность воспользоваться преимуществами высокопроизводительных вычислительных платформ.

Благодаря своей способности быстро приспосабливаться к постоянно меняющимся потребностям в области программирования C# по-прежнему остается живым и новаторским языком. А следовательно, он представляет собой один из самых эффективных и богатых своими возможностями языков в современном программировании. Это язык, пренебречь которым не может позволить себе ни один программист. И эта книга призвана помочь вам овладеть им.

Структура книги

В этой книге описывается версия 4.0 языка С#. Она разделена на две части. В части I дается подробное пояснение языка С#, в том числе новых средств, внедренных в версии 4.0. Это самая большая часть книги, в которой описываются ключевые слова, синтаксис и средства данного языка, а также операции ввода-вывода и обработки файлов, рефлексия и препроцессор.