一、C#基礎入門(1-2個月)
(一)開發環境搭建
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Visual Studio安裝配置
- Visual Studio Community:免費版本,功能完整
- Visual Studio Code:輕量級,跨平臺支持
- JetBrains Rider:專業IDE,強大功能
- .NET SDK:運行時和開發工具包
- NuGet包管理器:第三方庫管理
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.NET生態系統了解
- .NET Framework:Windows平臺傳統框架
- .NET Core/.NET 5+:跨平臺現代框架
- .NET Standard:API標準規范
- 運行時:CLR、CoreCLR執行環境
- 編譯過程:C# → IL → JIT → 機器碼
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項目結構與配置
- 解決方案(.sln):多項目管理
- 項目文件(.csproj):項目配置
- 程序集(.dll/.exe):編譯輸出
- 配置文件:appsettings.json、web.config
- 包引用:PackageReference、項目引用
(二)C#語言基礎
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基本語法
- 命名空間:namespace組織代碼
- 類和對象:class定義、對象實例化
- 變量和常量:var、const、readonly
- 數據類型:值類型、引用類型、可空類型
- 運算符:算術、邏輯、比較、賦值運算符
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控制結構
- 條件語句:if-else、switch表達式
- 循環語句:for、foreach、while、do-while
- 跳轉語句:break、continue、return、goto
- 異常處理:try-catch-finally、throw
- using語句:資源自動釋放
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方法與參數
- 方法定義:訪問修飾符、返回類型、參數
- 參數傳遞:值傳遞、引用傳遞(ref、out)
- 可選參數:默認值、命名參數
- 方法重載:同名不同參數
- 擴展方法:為現有類型添加方法
(三)面向對象編程基礎
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類與對象
- 類的定義:字段、屬性、方法、構造函數
- 訪問修飾符:public、private、protected、internal
- 靜態成員:static字段、方法、構造函數
- 嵌套類:類內部定義的類
- 分部類:partial關鍵字、代碼分離
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繼承與多態
- 繼承:base關鍵字、單繼承限制
- 方法重寫:virtual、override關鍵字
- 抽象類:abstract類和方法
- 密封類:sealed關鍵字、防止繼承
- 多態性:基類引用、虛方法調用
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接口與實現
- 接口定義:interface關鍵字、契約規范
- 接口實現:隱式實現、顯式實現
- 多接口實現:解決命名沖突
- 接口繼承:接口間的繼承關系
- 默認接口方法:C# 8.0新特性
二、C#核心特性(2-3個月)
(一)泛型編程
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泛型基礎
- 泛型類:List、Dictionary<TKey, TValue>
- 泛型方法:類型參數、類型推斷
- 泛型接口:IEnumerable、IComparer
- 泛型委托:Action、Func<T, TResult>
- 協變和逆變:in、out關鍵字
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泛型約束
- where子句:類型約束條件
- 類約束:class、struct約束
- 接口約束:實現特定接口
- 構造函數約束:new()約束
- 多重約束:組合多個約束條件
(二)委托與事件
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委托機制
- 委托定義:delegate關鍵字
- 委托實例化:方法組轉換
- 多播委托:+、-操作符
- 匿名方法:delegate表達式
- Lambda表達式:=> 語法
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事件系統
- 事件定義:event關鍵字
- 事件發布:觸發事件
- 事件訂閱:+=、-=操作符
- 事件訪問器:add、remove
- 自定義事件參數:EventArgs派生類
(三)LINQ與函數式編程
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LINQ基礎
- 查詢語法:from、where、select
- 方法語法:Where()、Select()、OrderBy()
- 延遲執行:IEnumerable惰性求值
- 立即執行:ToList()、ToArray()、Count()
- LINQ提供程序:LINQ to Objects、LINQ to SQL
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函數式編程特性
- Lambda表達式:(x) => x * 2
- 表達式樹:Expression<Func<T, bool>>
- 高階函數:接受函數作為參數
- 不可變性:readonly、record類型
- 模式匹配:switch表達式、is模式
(四)異步編程
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async/await模式
- 異步方法:async關鍵字
- 等待操作:await關鍵字
- Task和Task:異步操作表示
- 異步返回類型:Task、ValueTask
- 異步流:IAsyncEnumerable
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并發編程
- 線程安全:lock語句、Monitor類
- 并發集合:ConcurrentDictionary、ConcurrentQueue
- 任務并行:Parallel.For、Parallel.ForEach
- 取消令牌:CancellationToken
- 配置等待:ConfigureAwait(false)
三、.NET框架深入(3-4個月)
(一)集合與數據結構
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基礎集合
- 數組:Array、多維數組、鋸齒數組
- 列表:List、ArrayList
- 字典:Dictionary<TKey, TValue>、Hashtable
- 集合:HashSet、SortedSet
- 隊列和棧:Queue、Stack
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高級集合
- 只讀集合:ReadOnlyCollection
- 不可變集合:ImmutableList、ImmutableDictionary
- 并發集合:線程安全的集合類型
- 自定義集合:實現IEnumerable
- 集合性能:時間復雜度、空間復雜度
(二)反射與元數據
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反射基礎
- Type類:類型信息獲取
- Assembly類:程序集加載和檢查
- 成員信息:MethodInfo、PropertyInfo、FieldInfo
- 動態調用:Invoke方法、屬性訪問
- 泛型反射:開放類型、封閉類型
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特性編程
- 特性定義:Attribute基類
- 特性應用:[AttributeName]語法
- 特性檢索:GetCustomAttributes方法
- 內置特性:Obsolete、Serializable、Conditional
- 自定義特性:業務邏輯標記
(三)序列化與I/O
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序列化技術
- JSON序列化:System.Text.Json、Newtonsoft.Json
- XML序列化:XmlSerializer、DataContractSerializer
- 二進制序列化:BinaryFormatter(已廢棄)
- 自定義序列化:ISerializable接口
- 序列化配置:特性控制、命名策略
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文件與流操作
- 文件操作:File、FileInfo類
- 目錄操作:Directory、DirectoryInfo類
- 流操作:Stream、FileStream、MemoryStream
- 文本讀寫:StreamReader、StreamWriter
- 異步I/O:異步文件操作
(四)內存管理與性能
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垃圾回收機制
- GC工作原理:標記-清除算法
- 代際回收:Gen0、Gen1、Gen2
- 大對象堆:LOH、POH
- GC調優:GC.Collect()、GC壓力
- 內存泄漏:事件訂閱、靜態引用
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性能優化
- 值類型vs引用類型:裝箱拆箱
- 字符串優化:StringBuilder、string.Intern
- 集合選擇:性能特征對比
- 異步優化:避免阻塞、配置等待
- 內存分析:診斷工具、性能計數器
四、Web開發與API(3-4個月)
(一)ASP.NET Core基礎
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Web應用架構
- MVC模式:Model-View-Controller
- 依賴注入:內置DI容器、服務注冊
- 中間件管道:請求處理流水線
- 配置系統:appsettings.json、環境變量
- 日志系統:ILogger、日志提供程序
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控制器與路由
- 控制器定義:Controller基類
- 動作方法:HTTP方法映射
- 路由配置:約定路由、特性路由
- 模型綁定:請求數據綁定到模型
- 模型驗證:數據注解、自定義驗證
(二)Web API開發
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RESTful API設計
- HTTP方法:GET、POST、PUT、DELETE
- 狀態碼:200、201、400、404、500
- 內容協商:JSON、XML格式
- API版本控制:URL版本、Header版本
- API文檔:Swagger/OpenAPI
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數據傳輸與驗證
- DTO模式:數據傳輸對象
- 模型驗證:ValidationAttribute
- 錯誤處理:異常過濾器、問題詳細信息
- 響應格式:統一響應格式
- 分頁查詢:PagedList、分頁參數
(三)身份認證與授權
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認證機制
- Cookie認證:傳統Web應用
- JWT認證:無狀態令牌
- OAuth 2.0:第三方認證
- Identity框架:用戶管理、角色管理
- 多因素認證:2FA、TOTP
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授權策略
- 基于角色:Role-based授權
- 基于聲明:Claim-based授權
- 基于策略:Policy-based授權
- 資源授權:基于資源的授權
- 授權過濾器:自定義授權邏輯
(四)數據訪問層
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Entity Framework Core
- Code First:代碼優先開發
- Database First:數據庫優先開發
- DbContext:數據庫上下文
- 實體配置:Fluent API、數據注解
- 查詢優化:Include、AsNoTracking
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數據庫操作
- CRUD操作:增刪改查
- 事務處理:數據庫事務
- 并發控制:樂觀并發、悲觀并發
- 遷移管理:數據庫版本控制
- 性能優化:查詢性能、連接池
五、企業級開發實踐(4-5個月)
(一)微服務架構
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微服務設計
- 服務拆分:領域驅動設計
- 服務通信:HTTP、gRPC、消息隊列
- 服務發現:Consul、Eureka
- 配置管理:配置中心、環境配置
- 服務網關:API Gateway、路由規則
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分布式系統
- 分布式事務:Saga模式、兩階段提交
- 分布式鎖:Redis鎖、數據庫鎖
- 分布式緩存:Redis、MemoryCache
- 消息隊列:RabbitMQ、Azure Service Bus
- 事件驅動:事件溯源、CQRS模式
(二)云原生開發
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容器化部署
- Docker:容器化應用
- Dockerfile:鏡像構建
- Docker Compose:多容器編排
- Kubernetes:容器編排平臺
- Helm:Kubernetes包管理
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云平臺集成
- Azure:微軟云平臺
- AWS:亞馬遜云服務
- 云服務:存儲、數據庫、消息隊列
- 無服務器:Azure Functions、AWS Lambda
- DevOps:CI/CD流水線
(三)測試與質量保證
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單元測試
- xUnit:測試框架
- Moq:模擬框架
- FluentAssertions:斷言庫
- 測試覆蓋率:代碼覆蓋率分析
- TDD:測試驅動開發
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集成測試
- WebApplicationFactory:Web應用測試
- TestServer:測試服務器
- 數據庫測試:內存數據庫、測試數據
- API測試:HTTP客戶端測試
- 端到端測試:Selenium、Playwright
(四)監控與運維
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應用監控
- 日志記錄:結構化日志、日志聚合
- 性能監控:APM工具、性能計數器
- 健康檢查:Health Check、存活探針
- 指標收集:Prometheus、Grafana
- 分布式追蹤:OpenTelemetry、Jaeger
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錯誤處理
- 異常管理:全局異常處理
- 錯誤日志:錯誤追蹤、錯誤分析
- 故障恢復:重試機制、熔斷器
- 監控告警:實時告警、通知機制
- 故障排查:診斷工具、調試技巧
六、高級特性與新技術(2-3個月)
(一)C#新特性
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C# 8.0特性
- 可空引用類型:null安全
- 模式匹配:switch表達式
- 異步流:IAsyncEnumerable
- 默認接口方法:接口實現
- using聲明:簡化資源管理
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C# 9.0+特性
- 記錄類型:record關鍵字
- 初始化器:init訪問器
- 頂級程序:簡化Main方法
- 模式匹配增強:關系模式、邏輯模式
- 目標類型new:類型推斷
(二)性能優化技術
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內存優化
- Span:棧上內存操作
- Memory:內存抽象
- ArrayPool:數組池
- 對象池:ObjectPool模式
- 零分配:避免GC壓力
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并發優化
- Channel:生產者消費者
- ValueTask:減少分配
- 并行LINQ:PLINQ
- 無鎖編程:Interlocked操作
- 異步優化:避免同步阻塞
(三)跨平臺開發
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.NET MAUI
- 跨平臺UI:Windows、macOS、iOS、Android
- MVVM模式:數據綁定、命令
- 平臺特定代碼:條件編譯
- 原生API訪問:平臺集成
- 應用發布:應用商店發布
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Blazor開發
- Blazor Server:服務器端渲染
- Blazor WebAssembly:客戶端運行
- 組件模型:可重用UI組件
- JavaScript互操作:JS調用
- PWA支持:漸進式Web應用
七、項目實戰與工程化(持續進行)
(一)項目實戰案例
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企業級Web應用
- 電商平臺:商品管理、訂單處理、支付集成
- 內容管理系統:文章發布、用戶管理、權限控制
- 企業資源規劃:ERP系統、業務流程管理
- 客戶關系管理:CRM系統、銷售管理
- 人力資源系統:HR管理、考勤系統
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微服務項目
- 用戶服務:用戶注冊、登錄、個人信息
- 訂單服務:訂單創建、狀態管理、支付處理
- 庫存服務:商品庫存、庫存預留、庫存同步
- 通知服務:郵件通知、短信通知、推送通知
- 網關服務:API網關、路由、認證授權
(二)代碼質量管理
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代碼規范
- 編碼標準:命名約定、代碼風格
- 代碼審查:Pull Request、代碼評審
- 靜態分析:SonarQube、Roslyn分析器
- 代碼度量:復雜度、可維護性
- 重構技巧:代碼優化、設計模式
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版本控制
- Git工作流:分支策略、合并策略
- 語義化版本:版本號管理
- 變更日志:CHANGELOG維護
- 發布管理:版本發布、回滾策略
- 代碼保護:分支保護、權限管理
(三)DevOps實踐
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持續集成
- Azure DevOps:微軟DevOps平臺
- GitHub Actions:自動化工作流
- 構建管道:自動化構建、測試
- 代碼質量門禁:質量檢查、測試覆蓋率
- 制品管理:NuGet包、Docker鏡像
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持續部署
- 部署策略:藍綠部署、滾動部署
- 環境管理:開發、測試、生產環境
- 配置管理:環境配置、密鑰管理
- 監控部署:部署監控、回滾機制
- 基礎設施即代碼:ARM模板、Terraform
八、學習資源與職業發展
(一)學習資源推薦
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官方資源
- Microsoft Learn:官方學習平臺
- .NET文檔:完整的技術文檔
- C#語言規范:語言標準文檔
- .NET API瀏覽器:API參考文檔
- Channel 9:微軟技術視頻
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經典書籍
- 《C#本質論》:語言深入理解
- 《CLR via C#》:運行時機制
- 《C# in Depth》:語言高級特性
- 《Effective C#》:最佳實踐
- 《.NET微服務架構》:微服務設計
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在線資源
- Pluralsight:專業技術課程
- Microsoft Virtual Academy:免費在線課程
- .NET Foundation:開源社區
- NuGet Gallery:包管理倉庫
- Stack Overflow:技術問答社區
(二)技術社區
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國外社區
- .NET Foundation:官方基金會
- Reddit:r/dotnet、r/csharp
- Discord:.NET Community
- GitHub:開源項目、代碼協作
- .NET Conf:年度技術大會
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國內社區
- .NET中文社區:中文技術交流
- 博客園:.NET技術博客
- CSDN:技術文章、教程
- 掘金:前沿技術分享
- 微信群:技術交流群組
(三)職業發展路徑
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Web開發工程師
- 前端開發:Blazor、React、Vue集成
- 后端開發:API開發、微服務架構
- 全棧開發:前后端技術棧
- DevOps工程師:自動化部署、運維
- 技術架構師:系統設計、技術選型
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企業級開發專家
- .NET架構師:企業級系統架構
- 微服務專家:分布式系統設計
- 云原生專家:云平臺、容器化
- 性能優化專家:系統調優、性能分析
- 技術管理:團隊管理、項目管理
(四)認證與進階
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微軟認證
- Azure Developer Associate:Azure開發者
- Azure Solutions Architect:Azure架構師
- .NET Developer:.NET開發者認證
- DevOps Engineer:DevOps工程師
- Data Engineer:數據工程師
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持續學習建議
- 關注.NET發展:新版本特性、路線圖
- 參與開源項目:貢獻代碼、學習最佳實踐
- 技術分享:博客寫作、會議演講
- 跨技術學習:前端、云計算、大數據
- 軟技能提升:溝通、管理、業務理解
總結:C#作為微軟.NET生態系統的核心語言,以其強類型、面向對象、內存安全的特性,成為企業級應用開發的首選語言。從基礎語法到高級特性,從Web開發到云原生應用,從單體架構到微服務,C#為開發者提供了完整的技術棧和豐富的生態系統。
學習C#不僅要掌握語言特性,更要理解.NET平臺的設計理念和最佳實踐。隨著.NET的跨平臺發展和云原生技術的興起,C#開發者面臨著更廣闊的發展機遇。建議在學習過程中注重實踐,通過實際項目來鞏固理論知識,積極參與開源社區,關注技術發展趨勢。掌握C#,將為您在企業級開發、云原生應用、微服務架構等領域打開廣闊的職業發展空間。