目錄（概覽）
引言 xxix
1 開始使用C#：快速構建酷炫應用！ 1
2 深入C#：語句、類和代碼 49
Unity實驗室1：用Unity探索C# 87
3 對像……面向對像！讓代碼有意義 103
4 類型和引用：得到引用 155
Unity實驗室2：為Unity編寫C#代碼 213
5 封裝：私有……保護你的隱私 227
6 繼承：對像的家族樹 273
Unity實驗室3：GameObject實例 343
7 接口、強制轉換和“is”：讓類信守承諾 355
8 枚舉和集合：組織你的數據 405
Unity實驗室4：用戶界面 453
9 LINQ和lambda：掌控你的數據 467
10 讀寫文件：為我保存後一個字節！ 529
Unity實驗室5：光線投射 577
11 神奇隊長：對像之死 587
12 異常處理：救火已經過時了 623
Unity實驗室6：場景導航 651
可下載練習：動物配對爭霸賽 661
附錄i Visual Studio for Mac學習指南 663
附錄ii 編碼套路：面向高級和/或急性子讀者的學習指南 725
索引 729

如何使用這本書
這本書適合誰？
如果對下面的所有問題都回答“是”：
1是不是想學習C#（並在這個過程中獲得一些遊戲開發和Unity的知識）？
2喜歡動手操練嗎？是不是喜歡在做中學，而不是隻看不做，紙上談兵？
3你是不是更喜歡輕松有趣、富有啟發的交談，而不是枯燥乏味的技術報告？
那麼，這本書正是你需要的。
這本書可能不適合誰？
如果滿足下面任何一種情況：
1是不是對理論而不是實踐更感興趣？
2是不是一想到做項目和寫代碼就讓你頭疼，甚至有些緊張？
3是不是總是害怕新鮮事物？你是不是認為一本關於開發的正經書就應該始終保持嚴肅？
那麼，你可以先考慮其他的書。
很多人學習C#作為他們的第二（或者第三，甚至第四）語言，不過開始學習這本書時，並不要求你寫過大量代碼。
如果你用任何編程語言寫過程序（即使是很小的程序），在學校或者在線學過入門的編程課程，寫過shell腳本，或者用過數據庫查詢語言，那麼肯定已經具備學習這本書的背景知識，你會感覺得心應手。
如果你沒有太多經驗，但是還是想學C# ，該怎麼做呢？成千上萬的初學者（特別是之前創建過網頁或者用過Excel功能的人）都使用這本書來學習C#。不過，如果你完全是個新手，建議你先看看Eric Freeman的《Head First Learn to Code》。
如果你還在猶豫《Head First C#》是否適合你，可以先看看前4章。你可以從https://github.com/head-first-csharp/fourth-edition免費下載這幾章。如果感覺很輕松，說明這本書適合你！如果讓你頭疼，就應該考慮先看看《HeadFirst Learn to Code》，讀過那本書之後，你就能做好準備，可以讀這本書了。
我們知道你在想什麼。
“這是一本正經的C#編程書嗎？”
“這些圖用來做什麼？”
“我真能這樣學嗎？”
我們也知道你的大腦正在想什麼。
你的大腦總是渴求一些新奇的東西。它一直在搜尋、審視、期待著不尋常的事情發生。大腦的構造就是如此，它正是這樣幫助你與時俱進。
我們每天都會遇到許多按部就班的事情，這些事情很普通，對於這樣一些例行的事情或者平常的東西，你的大腦是怎麼處理的呢？它的做法很簡單，就是不讓這些平常的東西妨礙大腦真正的工作。那麼什麼是大腦真正的工作呢？這就是記住那些確實重要的事情。它不會費心地去記乏味的東西，就好像大腦裡有一個篩子，會篩掉“顯然不重要”的東西。
那麼你的大腦怎麼知道到底哪些東西重要呢？打個比方，假如你某一天外出旅行，突然一隻大老虎跳到你面前，此時此刻，你的大腦和身體會做何反應？
好了，這樣你的大腦就會知道……
這肯定很重要! 可不能忘記了!
不過，假如你正待在家裡或者坐在圖書館裡，這裡很安全、很舒適，肯定沒有老虎。你正在刻苦學習，準備應付考試。或者可能想學一些很難的技術，你的老板認為掌握這種技術需要一周時間，多不超過十天。
這就存在一個問題。你的大腦很想幫忙。它會努力地把這些顯然不太重要的內容趕走，保證這些東西不去侵占本不充足的腦力資源。這些資源好還是用來記住那些確實重要的事情，比如大老虎、遭遇火災險情等。再比如，你的大腦會讓你記住，不能把聚會狂歡的照片放在你的Facebook頁面上。
沒有一種簡單的辦法來告訴大腦：“嘿，大腦，真是謝謝你了，不過不管這本書多沒意思，也不管現在我對它多麼無動於衷，但我確實希望你能把這些東西記下來。”
我們認為“Head First”讀者是學習者。
那麼，怎麼學習呢？首先必須獲得知識，然後保證自己確實不會忘記。這可不是填鴨式的硬塞。根據認知科學、神經生物學和教育心理學的研究，學習的途徑相當豐富，絕非隻是通過書本上的文字。我們知道怎麼讓你的大腦興奮起來。
下面是一些Head First學習原則：
看得到。與單純的文字相比，圖片更能讓人記得住，通過圖片，學習效率會更高（對於記憶和傳遞型的學習，甚至能有多達89%的提升）。而且圖片更好懂。
把文字放在相關圖片內部或周圍，而不是放在圖片下面或者另一頁上，學習者的能力能得到多達兩倍的提高，從而能更好地解決有關問題。
采用一種針對個人的談話風格。的研究表明，如果學習過程中采用一種人稱的交談方式直接向讀者講述內容，而不是用一種干巴巴的語調介紹，學生在學習之後的考試中成績會提高40%。應當講故事，而不是做報告。要用通俗的語言。另外不要太嚴肅。如果你面對著這樣兩個人，一個是你在聚會上結識的很有意思的朋友，另一個人隻是喋喋不休地對你說教，在這兩個人中，你會更注意哪一個？
讓學習的人想得更深。換句話說，除非你很積極地活動起來，否則你的大腦裡什麼也不會發生。必須引起讀者的好奇，促進、要求並鼓勵讀者去解決問題、得出結論、產生新的知識。為此，需要發出挑戰，留下練習題和拓寬思路的問題，並要求讀者完成一些實踐活動，讓左右腦都開動起來，而且要利用多種思維。
引起讀者的注意，而且要讓他們一直保持注意。我們可能都有過這樣的體驗，“我真的想把這個學會，不過看過一頁後實在是昏昏欲睡”。你的大腦注意的是那些不一般、有意思、有些奇怪、搶眼的、意料之外的東西。學習一項有難度的新技術並不一定枯燥。如果學習過程不乏味，你的大腦很快就能學會。
影響讀者的情緒。現在我們知道了，記憶能力很大程度上取決於所記的內容對我們的情緒有怎樣的影響。如果是你關心的東西，就肯定記得住。如果讓你感受到了什麼，這些東西就會留在你的腦海中。不過，我們所說的可不是什麼關於男孩與狗的傷心故事。這裡所說的情緒是驚訝、好奇、覺得有趣、想知道“是什麼……”，還有就是自豪感，如果你解決了一個難題，學會了所有人都覺得很難的東西，或者發現你了解的一些知識竟是那些自以為無所不能的傲慢家伙不知道的，此時就會產生一種自豪感。  如果你真的想學，而且想學得更快、更深，就應該注意怎樣纔能專注起來，考慮自己是怎樣思考的，了解你是怎樣學習的。
我們大多數人成長過程中可能都沒有上認知或學習理論的課程。我們想學習，但是很少有人教我們怎麼學習。
不過,我們可以做一個假設，如果你手上有這本書，說明你確實想學習如何用C#構建程序，而且可能不想花太多時間。如果你想把這本書中讀到的知識真正用起來，就需要記住你讀到的所有內容。為此，必須理解這些內容。要想程度地利用這本書或任何一本書，或者掌握學習經驗，就要讓你的大腦負起責來，要求它記住這些內容。
怎麼做到呢？技巧就在於要讓你的大腦認為你學習的新東西確實很重要，對你的生活有很大影響。就像老虎出現在面前一樣重要。如若不然，你將陷入曠日持久的拉鋸戰中，雖然你很想記住所學的新內容，但是你的大腦卻會竭盡全力地把它們拒之門外。
那麼究竟怎樣纔能讓你的大腦把C#看做是一隻饑餓的老虎呢？
這有兩條路，一條比較慢，很乏味。另一條路不僅更快，還更有效。慢方法就是大量地重復。你肯定知道，如果反反復復地看到同一個東西，即便再沒有意思，你也能學會並記住。如果有足夠的重復，你的大腦就會說，“盡管看上去好像不重要，不過，既然他這樣一而再、再而三地看同一個東西，所以我覺得這應該是重要的。”
更快的方法是盡一切可能讓大腦活動起來，特別是完成不同類型的大腦活動。如何做到這一點呢？上一頁列出的學習原則就是一些主要的做法，而且已經證實，它們確實可以幫助你的大腦全力以。
例如，研究表明，把文字放在所描述的圖片的中間（而不是放在這一頁別的地方，比如作為標題，或者放在正文中），這樣會讓你的大腦更多地考慮這些文字與圖片之間有什麼關繫，這就會讓更多點火。更多點火 = 你的大腦更有可能認為這些內容值得關注，很可能需要記下。
談話式風格也很有幫助，當人們意識到自己在與“別人”交談時，往往會更專心，這是因為他們總想跟上談話的思路，並能適當發言。讓人驚奇的是，大腦並不關心“談話”的對像究竟是誰，即使你隻是與一本書“交談”，它也不會在意！另一方面，如果寫作風格很正統、干巴巴的，你的大腦就會覺得，這就像坐在一群人當中被動地聽人做報告一樣，很沒意思，所以不必在意對方說的是什麼，沒必要保持清醒。
不過，圖片和談話式風格還隻是開始，我們能做的還有很多。
我們是這麼做的
我們用了很多圖，因為你的大腦更能接受看得到的東西，而不是純文字。對你的大腦來說，一幅圖抵千言。如果既有文字又有圖片，我們會把文字放在圖片當中，因為文字處在它描述的圖片中間時，大腦的工作更有效，倘若把這些描述文字作為標題，或者“淹沒”在其他地方的大段文字中，就達不到這種效果了。
我們采用了重復手法，會用不同方式，采用不同的媒體類型，運用多種思維方式來介紹同一個東西，目的是讓這個內容留在你的大腦中的多個區域。
我們會用你想不到的方式運用概念和圖片，因為你的大腦喜歡新鮮感。在使用這些圖和概念時，至少會含著一些情緒因素，因為如果能產生情緒反應，你的大腦就會更為關注，這會讓你感覺這些東西更需要記住，即使這種感覺可能隻是有點幽默，讓人奇怪或者比較感興趣而已。
我們采用了一種針對個人的交談式風格，因為當你的大腦認為你在參與一個會談而不是被動地聽一場演示彙報時，它會更加關注。即使你實際上在讀一本書，也就是在與書“交談”，而不是真正與人交談，這對你的大腦來說並沒有什麼區別。
在這本書裡，我們加入了幾十個實踐活動，因為與單純的閱讀相比，如果能實際做點什麼，你的大腦會更樂於學習，也更願意記住。這些填字遊戲和練習都是我們精心設計的，有一定的難度，但是確實都能做出來，因為這是大多數人希望的。
我們采用了多種學習方式，因為盡管你可能想循序漸進地學習，但是其他人可能希望先對整體有一個全面的認識，另外可能還有人隻想看一個例子。不過，不管你想怎麼學，將同樣的內容用多種方式來表述，這對每一個人都會有好處。
這裡的內容會讓你的左右腦都開動起來，因為你的大腦參與得越多，你就越有可能學會並記住，而且集中注意力的時間也更長。如果隻有一半大腦在工作，通常意味著另一半有機會休息，這樣你就能更有效率地學習更長時間。
我們會講故事，布置練習，從多個不同的角度來看同一個問題，這是因為，如果要求大腦做一些評價和判斷，它就能更深入地學習。
我們會通過一些練習提出挑戰，還會問一些問題，這些問題往往沒有一個簡單的答案，因為讓大腦真正做點事情時，它能更好地學會並記住。想想看，如果隻是在體育館裡看著別人流汗，這對於保持你自己的體形肯定不會有什麼幫助，正所謂臨淵羨魚，不如退而結網。不過另一方面，我們會竭盡所能不讓你鑽牛角尖，而是把功夫用在正確的方向上。也就是說，你不會花太多時間來搞定一個難懂的例子，也不會花太多時間去弄明白一段艱澀難懂、通篇行話的文字，我們的描述也不會太過簡潔而讓人無從下手。
我們用了擬人手法。在故事中，在例子中，還有在圖中，你都會看到“人”的出現，這是因為你本身是一個人。如果和人打交道，相對於某個東西，你的大腦會更為關注。  
下面是你可以做的：讓你的大腦就範
好了，我們該做的已經做了，剩下的就要看你自己的了。下面的提示可以作為一個起點：聽一聽你的大腦是怎麼說的，明確對你來說哪些做法可行，哪些做法沒有奏效。要勇於嘗試新事物。
慢一點。理解得越多，要死記硬背的就越少。
不要隻是看看就行了。停下來，好好想一想。書中提出問題的時候，不要直接去翻答案。想像真的有人在問你這個問題。讓大腦思考得更深入，就更有可能學會並記住。
做練習，自己記筆記。
我們留了很多練習，不過如果由我們為你完成這些練習，這與讓別人替你訓練有什麼區別？不要隻是坐在那裡看著練習發獃。拿出筆來，寫一寫、畫一畫。大量研究證明，學習過程中如果能實際動動手，這將改進你的學習。
閱讀“沒有傻問題”（There are no DumbQuestions）部分。
顧名思義，這些問題不是可有可無的旁注，它們是核心內容的一部分！千萬不要跳過去不看。
上床睡覺之前不要再看別的書，至少不要看其他有難度的東西。
學習中有一部分是在你合上書之後完成的（特別是轉換為長期記憶）。你的大腦也需要有自己的時間來做更多處理。如果在這段處理時間內你又往大腦裡灌輸了新的知識，你剛纔學的一些東西就會丟掉。
要喝水，而且要多喝水。
能提供充足的液體，你的大腦纔能有表現。如果缺水（可能在你感覺到口渴之前就已經缺水了），認知能力就會下降。
講出來，而且要大聲講出來。
說話可以刺激大腦的另一部分。如果你想搞懂什麼，或者想更牢固地記住它，就大聲地說出來。更好的辦法是，大聲地解釋給別人聽。這樣你會學得更快，而且與光看不說相比，可能會有以前不曾有的新發現。
聽聽你的大腦怎麼說。
注意一下你的大腦是不是負荷太重了。如果發現自己開始浮光掠影地翻看，或者剛看的東西就忘記了，這說明你該休息一會了。達到某個臨界點時，如果還是一味地向大腦裡塞，這對於加快學習速度根本沒有幫助，甚至還可能影響正常的學習進程。
要有點感覺。
你的大腦需要知道這是很重要的東西。要真正融入到書中的故事裡。為書裡的照片加上你自己的圖題。你可能覺得一個笑話很憋腳，但這總比完全無動於衷要好。
編寫大量軟件!
要學好C#，沒有別的辦法，隻能通過編寫大量代碼。這正是這本書要做的。編程是一種技能，要想在這方面擅長，隻能通過實踐。我們會給你提供大量實踐的機會：每一章都留有練習，會提出問題讓你解決。不要跳過這些練習，很多知識都是在完成練習的過程中學到的。如果你實在做不出來，看看答案也無妨！我們為每個練習都提供了答案，這麼做有一個原因：我們可能很容易被一些小問題卡住，無法進行下去。不過在看答案之前，還是要盡力先自己解決問題。另外在看下一部分之前，一定要確實掌握前面的內容。
重要說明
要把這看做是一個學習過程，而不要簡單地把它看成是一本參考書。我們在安排內容的時候有意做了一些刪減，如果有些部分可能妨礙有關內容的學習，這些部分都被我們毫不留情地刪除了。另外，次看這本書時，要從頁從頭看起，因為書中後面的部分會假定你已經看過而且學會了前面的內容。
書裡的實踐活動不是可有可無的。
這裡的填字遊戲和實踐活動不是可有可無的裝飾。它們也是這本書核心內容的一部分。其中有些練習和活動有助於記憶，有些能幫助你理解，還有一些對於如何應用所學的知識很有幫助。千萬不要跳過這些問題。隻有池塘謎題不要求一定完成，不過它們會讓你的大腦有機會考慮一些復雜的邏輯難題，這是加快學習進程的一種好方法。
我們有意安排了許多重復，這些重復非常重要。
Head First繫列的書有一個與眾不同的地方，這就是我們希望你真正學會，另外希望在學完這本書之後你能記住學過了什麼。大多數參考書都不太重視重復和回顧，但是由於這是一本有關學習的書，你會看到一些概念反復出現很多次。
完成所有練習！
寫這本書時，我們做了一個重要的假設，認為你確實想學習如何用C#編程。所以我們認為你希望馬上開始，深入剖析代碼。我們在每一章中都留有練習，提供了大量機會讓你練習技能。其中一些練習會特別標上“動手做!”。如果看到這個標志，這說明我們會帶著你一步步地解決一個特定問題。不過如果看到“練習”標志（一雙跑鞋），這意味著這個問題的很大一部分都將留給你來解決，不過我們也會給出我們自己的答案。不要害怕看答案，這不是作弊！不過，如果先盡力自行解決問題，你學到的會更多。
除了本書的其餘代碼，我們還提供了所有練習答案的源代碼。所有代碼都可以在我們的GitHub頁面找到https://github.com/head-first-csharp/fourth-edition。
“Brain Power（頭腦風暴）”練習沒有答案。
有一些頭腦風暴練習並沒有正確答案，對於另外一些練習，會讓你確定你的答案是否正確，以及在什麼情況下正確，這也是學習過程的一部分。一些頭腦風暴練習會給出提示，為你指出正確的方向。
面向C# 8.0、Visual Studio 2019和Visual Studio 2019 for Mac 。
這本書的目的就是要幫助你學習C#。開發和維護C#的Microsoft團隊會不斷發布這個語言的更新。
出版這本書時的當前版本是C# 8.0。這本書中相當依賴Visual Studio，這是Microsoft的集成開發環境 (IDE)，這會作為我們學習、講授和探索C#的一個工具。這本書中的截屏圖都是用本書出版時的版本（Visual Studio 2019和Visual Studio 2019 for Mac）得到的。我們會在第1章介紹如何安裝Visual Studio。關於如何安裝Visual Studio for Mac，則在附錄“Visual Studio for Mac學習指南”中介紹。
我們即將迎來C# 9.0，這個版本可能在本書出版後不久就會發布，其中會有一些非常棒的新特性！
不過，作為本書核心學習內容的C#特性不會改變，所以即使對於將來的C#版本，這本書仍然適用。維護Visual Studio和Visual Studio for Mac的Microsoft團隊會定期發布更新，這些更新基本上不會影響本書中的截屏圖。
本書中的Unity實驗室部分面向Unity 2020.1，這是這本書出版時的Unity版本。我們會在個Unity實驗室中介紹如何安裝Unity。
本書中的所有代碼都在開源許可下發布，可以在你自己的項目中使用。可以從我們的GitHub頁面下載(https://github.com/head-first-csharp/fourth-edition)。還可以下載我們提供的PDF，以及大量額外的學習資料，其中涵蓋了本書沒有談到的一些C#特性，包括的一些C#特性。
如何使用這本書中的遊戲
在這本書中，你會為很多項目編寫代碼，其中一些項目是遊戲。這麼做並不是因為我們喜歡遊戲，而是因為遊戲是學習和講授C#的有效工具。原因如下：
• 我們都熟悉遊戲。你會學習大量新概念和想法。通過提供你熟悉的東西，這會讓學習過程更順利。
• 遊戲更易於解釋項目。完成這本書中的任何項目時，首先要了解我們讓你構建什麼，讓人驚訝的是，這可能很困難。使用遊戲作為我們要開發的項目時，你能更容易地明確我們的要求，並具體編寫代碼。
• 寫遊戲很有趣！如果你覺得有趣，你的大腦就更容易接受新信息，所以加入這些構建遊戲的編程項目會讓你感覺更輕松。
這本書會大量使用遊戲來幫助你學習更一般的C#和編程概念。它們是這本書中很重要的一部分。即使你對遊戲開發不感興趣，也要完成這本書中所有與遊戲相關的項目（Unity實驗室是可選的，不過還是強烈建議完成這些項目）。
“如果說我看得遠，那是因為我站在巨人的肩膀上。”—— 艾薩克·牛頓
你讀到的這本書幾乎沒有錯誤，它的高質量主要歸功於我們卓越的技術審校團隊，他們就是讓我們站在肩頭的巨人們。致審校團隊：非常感謝你們為這本書付出的辛勤勞動。非常非常感謝！
Lindsey Bieda是一名軟件工程師,住在賓夕法尼亞州匹茲堡市。她的鍵盤比任何人都多。她不寫程序的時候，會和她的貓Dash出去遛彎，喝喝茶。可以在rarlindseysmash.com了解她的項目和文章。
Tatiana Mac是一名獨立的美國工程師，她直接與組織合作，構建清晰一致的產品和設計繫統。
她相信無障礙、表現性和包容性這三大要素可以從數字和實體角度協作改善我們的社會生態。
從倫理方面來講，她認為技術專家可以去除排他性的繫統，而支持以社區為中心的包容性繫統。
Dr. Ashley Godbold是一名程序員、遊戲設計師、作家、藝術家、數學家、老師和媽媽。她是一家大型零售商的全職軟件工程教練，同時還經營著一家小型獨立視頻遊戲工作室Mouse Potato Games。她是Unity認證講師，講授計算機科學、數學和遊戲開發方面的大學課程。她編寫了《Mastering Unity 2D Game Development（第二版）》和《Mastering UI Development with Unity》，另外創建了名為《2D Game Programming in Unity》和《Getting Started with Unity 2D Game Development》的視頻課程。
衷心感謝Lisa Kellner，這是她為我們審校的第12本書，非常感謝！
還要特別感謝Joe Albahari和Jon Skeet，感謝你們非凡的技術指導和對版仔細全面的審查，正是在此基礎上，這些年來這本書纔取得了這樣的成功。你們的努力讓我們獲益良多，實際上，甚至當時我們都沒有意識到這一點。
O’Reilly在線學習
40多年來，O’Reilly Media致力於提供技術和商業培訓、知識和卓越見解，來幫助眾多公司取得成功。
我們擁有獨一無二的專家和革新者組成的龐大網絡，他們通過圖書、文章、會議和我們的在線學習平臺分享他們的知識和經驗。O’Reilly的在線學習平臺允許你按需訪問現場培訓課程、深入的學習路徑、交互式編程環境，以及O’Reilly和200多家其他出版商提供的大量文本和視頻資源。有關的更多信息，請訪問http://oreilly.com。

“非常感謝！你們的書幫助我開創了我的事業。”

——Ryan White,

遊戲開發人員

“Andrew和Jennifer對C#開發做了簡潔、權威而且（重要的是）很有趣的介紹。”

——Jon Galloway,

Microsoft .NET社區團隊高級項目經理 

“如果你想深入地學習C#，盡享其中的快樂，不要遲疑，這正是你需要的書。”

——Andy Parker,

C#編程新手