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　　内容简介

　　复杂工程问题的解决要求学生具备整合运用客户端开发技能栈、服务器端开发技能栈、软件工程技能栈、人机交互技能栈等多个技能栈的能力。为培养学生多技能栈整合运用的能力，本书介绍基于Xamarin.Forms框架的面向iOS、Android,以及Windows平台的客户端服务器端Xamarin全栈开发技术，涵盖语言特性、设计思想、技术技巧、测试方法等内容，并通过一个完整的实例连接全部知识与技能。本书尤其注重多种技术栈的有机融合，为培养解决复杂工程问题的能力提供完整的支持。

　　本书面向具有一定计算机专业课基础的读者。本书读者应至少掌握一门编程语言，并能独立完成简单的开发任务。本书可作为全栈开发技术相关课程的本科生教材，也可以作为基于Xamarin.Forms框架的全栈开发入门参考书。

　　作者简介

　　张引，男，1985年5月生于辽宁沈阳。现就职东北大学计算机科学与工程学院。信息搜索领域副教授，主要从事搜索学习相关研究。发表SCI论文近十篇。获辽宁省科技进步二等奖一次。

　　目录

　　目录

　　第一部分基础与用户

　　第1章马上开始3

　　1.1系统要求（简化版）3

　　1.2下载Visual Studio Community3

　　1.3安装Visual Studio Community4

　　1.4注册、下载并安装ReSharper4

　　1.5安装Android Studio5

　　1.6Hello World!6

　　1.7背景与概念8

　　1.8系统要求（完整版）9

　　1.9动手做10

　　第2章认识一批控件11

　　2.1网格布局控件Grid11

　　2.2线性布局控件StackLayout13

　　2.3滚动视图控件ScrollView14

　　2.4超链接按钮HyperlinkButton14

　　2.5弹出信息DisplayAlert16

　　2.6开关控件Switch16

　　2.7滑块控件Slider17

　　2.8控件使用的一般规律18

　　2.9动手做19

　　第3章寻找用户20

　　3.1重视项目问题的质量20

　　3.2“认真地”观察用户: 使用5W方法22

　　3.3进一步了解用户: 面对面访谈24

　　3.4同理心25

　　3.5奶爸F的观察与访谈总结25

　　3.6动手做26

　　3.7给PBL教师的建议26

　　第4章再认识一批控件28

　　4.1响应式设计与VisualStateManager28

　　4.2列表视图控件ListView31

　　4.3动手做34

　　4.4给PBL教师的建议34

　　第5章提出并评价界面设计36

　　5.1绘制界面设计36

　　5.2形成操作动线38

　　5.3评价界面设计39

　　5.4动手做40

　　第6章开启数据管理之门41

　　6.1管理少量本地数据: 偏好存储42

　　6.2管理大量本地数据: 数据库42

　　6.3访问远程数据: Web服务46

　　6.4是否优雅47

　　6.5动手做49

　　Xamarin全栈开发技术与实践（微课版）目录第二部分框架与方法

　　第7章踏上软件架构之路53

　　7.1ModelViewViewModel架构模式53

　　7.2View54

　　7.3ViewModel55

　　7.3.1属性56

　　7.3.2Command（命令）58

　　7.4ViewModelLocator59

　　7.5App.xaml61

　　7.6再次审视MVVM模式62

　　7.7动手做63

　　第8章MVVM + IService架构64

　　8.1Model64

　　8.2IService65

　　8.3在ViewModel中使用IService66

　　8.4实现IService68

　　8.5在ViewModel中获得IService实例69

　　8.6审视MVVM + IService架构71

　　8.7动手做72

　　8.8给PBL教师的建议72

　　第9章编码规范73

　　9.1命名规范73

　　9.2排版规范75

　　9.3文档注释规范76

　　9.4动手做78

　　9.5给PBL教师的建议78

　　第10章重新审视数据库79

　　10.1开启Dpx: 使用MasterDetail项目模板79

　　10.2选择“好的”数据库81

　　10.3提出“好的”数据库设计83

　　10.4诗词数据Model: Poetry类84

　　10.5诗词数据管理IService: IPoetryStorage86

　　10.6实现IPoetryStorage87

　　10.6.1连接到数据库: 通过Connection属性87

　　10.6.2实现GetPoetryAsync函数: 语言集成查询LINQ88

　　10.6.3实现GetPoetriesAsync函数: LINQ翻页89

　　10.6.4实现InitializeAsync函数: 嵌入式资源90

　　10.6.5实现Initialized函数91

　　10.7反思数据库91

　　10.8动手做92

　　10.9给PBL教师的建议92

　　第11章测试代码94

　　11.1Hello Unit Test World!94

　　11.2Mocking: 模拟任意接口的实现96

　　11.3决定测试内容97

　　11.4测试PoetryStorage98

　　11.5为测试优化设计99

　　11.6再次测试PoetryStorage101

　　11.6.1测试Initialized函数: 验证Mocking调用101

　　11.6.2测试InitializeAsync函数: 清除副作用102

　　11.6.3测试GetPoetryAsync函数: 再次调整设计103

　　11.6.4测试GetPoetriesAsync函数: 初识动态LINQ105

　　11.7反思单元测试106

　　11.8动手做107

　　11.9给PBL教师的建议107

　　第12章实战级数据库View与ViewModel109

　　12.1搜索结果页View: 设计时数据109

　　12.2搜索结果页ViewModel111

　　12.2.1无限滚动与InfiniteScrollCollection111

　　12.2.2重置搜索结果与PageAppearingCommand114

　　12.3单元测试搜索结果页ViewModel115

　　12.3.1为ViewModel准备IService115

　　12.3.2测试Command: 使用Command函数117

　　12.3.3测试可绑定属性: 监听PropertyChanged事件118

　　12.4连接View与ViewModel119

　　12.4.1ViewModelLocator与App.xaml120

　　12.4.2扩展控件的功能: 使用Behavior121

　　12.5实战的反思123

　　12.6动手做124

　　12.7给PBL教师的建议124

　　第13章源代码管理、分支开发与Git125

　　13.1准备工作125

　　13.2将项目发布到Gitee125

　　13.3同步更改127

　　13.4解决冲突128

　　13.5撤销更改130

　　13.6分支开发131

　　13.7关于Git133

　　第14章今日推荐页ViewModel与IService: 从需求到设计135

　　14.1确定ViewModel的数据与功能135

　　14.2审视相关的页面137

　　14.3设计IService138

　　14.4反思设计140

　　14.5动手做141

　　14.6给PBL教师的建议141

　　第15章实战分支开发142

　　15.1今日推荐页View分支142

　　15.1.1实践VisualStateManager142

　　15.1.2显示背景图片: 使用绑定值转换器IValueConverter143

　　15.1.3用户界面的平台差异: 使用OnPlatform146

　　15.2今日推荐页ViewModel分支147

　　15.2.1初始化ViewModel: 使用PageAppearingCommand147

　　15.2.2背景图片与诗词推荐的同步初始化: 并行执行代码150

　　15.3单元测试今日推荐页ViewModel: 测试并行执行的代码152

　　15.4反思分支开发153

　　15.5动手做154

　　15.6给PBL教师的建议154

　　第16章实战级Web服务客户端155

　　16.1今日诗词Web服务客户端155

　　16.1.1构建稳定的Web服务客户端: 使用using与异常处理155

　　16.1.2警告服务IAlertService: 为IService服务的IService157

　　16.1.3实现警告服务IAlertService: MVVM + IService架构的

　　分层视图158

　　16.1.4缓存访问Token: 内存存储两级缓存策略161

　　16.1.5设置访问Token: 使用HttpRequestHeaders163

　　16.1.6准备备份方案163

　　16.2模仿Web服务165

　　16.3单元测试Web服务客户端167

　　16.4反思Web服务客户端168

　　16.5动手做168

　　16.6给PBL教师的建议168

　　第17章依赖注入170

　　17.1新建对象的迷思170

　　17.2使用工厂函数创建对象172

　　17.3使用依赖注入容器创建对象174

　　17.4反思依赖注入176

　　第三部分深入客户端

　　第18章文件的下载与缓存179

　　18.1下载文件179

　　18.2检查文件更新180

　　18.3设计文件缓存182

　　18.4实现文件缓存184

　　18.5文件的单元测试186

　　18.6反思文件操作187

　　第19章页面导航189

　　19.1MasterDetail模板的页面导航189

　　19.1.1主从列表导航190

　　19.1.2主从菜单导航191

　　19.2设计导航服务194

　　19.3实现导航服务195

　　19.3.1实现内容导航服务195

　　19.3.2实现内容页面激活服务: 使用字典缓存对象197

　　19.3.3实现根页面激活服务: 工厂函数的优势199

　　19.3.4实现根导航服务: 重置导航历史199

　　19.4添加并导航到推荐详情页201

　　19.4.1推荐详情页ViewModel: 共用ViewModel201

　　19.4.2推荐详情页View202

　　19.5反思页面导航204

　　19.6动手做204

　　19.7给PBL教师的建议204

　　第20章带参数的页面导航206

　　20.1添加诗词详情页206

　　20.2实现带参数导航207

　　20.2.1自定义可绑定属性209

　　20.2.2绑定到自定义属性210

　　20.2.3赋值到自定义属性211

　　20.3导航到诗词详情页212

　　20.3.1确定ListView的点击项: 使用事件参数转换器212

　　20.3.2传递点击项到Command: 使用带参数的Command213

　　20.4反思带参数导航214

　　第21章ViewModel in ViewModel215

　　21.1来自诗词搜索页的挑战: “大小”ViewModel215

　　21.1.1“小”ViewModel216

　　21.1.2“大”ViewModel218

　　21.2单元测试“大小ViewModel”: 使用虚函数220

　　21.3添加诗词搜索页221

　　21.4动手做222

　　21.5给PBL教师的建议222

　　第22章LINQ与动态查询223

　　22.1深入LINQ223

　　22.2再识动态LINQ225

　　22.2.1从FilterViewModel生成查询条件226

　　22.2.2组合多个查询条件227

　　22.3单元测试动态LINQ: 截获模仿函数的参数228

　　22.4更新搜索结果页230

　　22.5反思LINQ230

　　22.6动手做231

　　第23章页面导航的更多细节232

　　23.1传递搜索条件的第二种方案232

　　23.1.1更新推荐详情页ViewModel233

　　23.1.2更新诗词搜索页234

　　23.2更新菜单页235

　　23.3初始化页236

　　23.3.1添加初始化页236

　　23.3.2导航到初始化页238

　　23.4动手做239

　　23.5给PBL教师的建议239

　　第24章消息机制240

　　24.1使用返回值传递信息240

　　24.2使用事件传递信息241

　　24.2.1定义事件241

　　24.2.2关联事件处理函数242

　　24.2.3触发事件242

　　24.3使用消息机制传递信息244

　　24.3.1定义消息244

　　24.3.2监听消息244

　　24.3.3发布消息245

　　24.4使用消息机制更新导航菜单245

　　24.4.1定义根导航消息245

　　24.4.2监听根导航消息245

　　24.4.3发布根导航消息246

　　24.5反思消息机制246

　　24.6动手做247

　　24.7给PBL教师的建议247

　　第25章跨页面同步数据248

　　25.1收藏Model与IService248

　　25.1.1设计收藏Model248

　　25.1.2设计收藏IService249

　　25.1.3实现收藏IService250

　　25.2诗词收藏页ViewModel与View250

　　25.3更新诗词详情页252

　　25.3.1读取诗词收藏状态253

　　25.3.2更新诗词收藏状态254

　　25.4同步诗词详情页与诗词收藏页256

　　25.4.1定义收藏存储已更新事件256

　　25.4.2处理收藏存储已更新事件257

　　25.4.3触发收藏存储已更新事件258

　　25.5反思跨页面同步数据258

　　25.6动手做259

　　25.7给PBL教师的建议259

　　第26章面向数据同步的设计260

　　26.1数据同步260

　　26.2为同步修改设计261

　　26.2.1修改Model261

　　26.2.2修改IService与ViewModel261

　　26.3同步IService263

　　26.3.1设计同步IService263

　　26.3.2实现同步IService266

　　26.4反思数据同步269

　　26.5给PBL教师的建议270

　　第27章与OneDrive同步271

　　27.1为什么是OneDrive271

　　27.2准备工作272

　　27.2.1厘清概念272

　　27.2.2注册客户端ID273

　　27.2.3准备集成Azure AD身份验证273

　　27.3实现OneDrive远程收藏存储274

　　27.3.1登录与注销274

　　27.3.2上传与下载275

　　27.4实现数据同步页277

　　27.4.1数据同步页ViewModel277

　　27.4.2数据同步页View278

　　27.5再次反思设计278

　　27.6给PBL教师的建议279

　　第四部分服务器端开发

　　第28章选择服务器端技术方案283

　　28.1自有服务器 VS 云服务器: 选择基础设施283

　　28.2自建平台 VS 云平台: 选择开发与部署平台284

　　28.3更加简便的方法285

　　28.4其他可选项286

　　28.5Hello Functions287

　　28.6反思服务器端技术选型288

　　28.7动手做288

　　28.8给PBL教师的建议288

　　第29章服务器端身份验证289

　　29.1选择服务器端身份验证方案289

　　29.2Auth0的身份验证过程290

　　29.3服务器端身份验证IService292

　　29.3.1设计身份验证IService292

　　29.3.2实现身份验证IService292

　　29.4设计远程收藏存储Web服务294

　　29.5首个Web服务: Ping295

　　29.6动手做296

　　第30章客户端身份验证297

　　30.1设计客户端身份验证IService297

　　30.2实现客户端身份验证IService298

　　30.3添加Azure收藏存储299

　　30.3.1实现SignInAsync函数299

　　30.3.2实现SignOutAsync函数300

　　30.3.3实现IsSignedInAsync函数300

　　30.4更新数据同步页303

　　30.5继续实现客户端身份验证IService303

　　30.6反思客户端身份验证304

　　30.7动手做305

　　第31章服务器端授权306

　　31.1设计服务器端授权IService306

　　31.2为远程收藏存储Web服务选择数据库307

　　31.2.1要存储的数据307

　　31.2.2可用的存储服务307

　　31.3实现授权IService: 使用Azure Table Storage308

　　31.3.1编辑Table Storage数据308

　　31.3.2连接到Table Storage308

　　31.3.3读取Table Storage数据309

　　31.3.4为Ping Web服务添加授权310

　　31.4反思服务器端授权310

　　31.5动手做311

　　第32章缓存访问Token312

　　32.1设计Token缓存IService312

　　32.2实现Token缓存IService313

　　32.2.1实现GetAsync函数313

　　32.2.2实现SetAsync函数314

　　32.3更新AuthenticationService315

　　32.4动手做315

　　第33章上传与下载Web服务316

　　33.1服务器端收藏存储316

　　33.1.1设计服务器端收藏存储IService316

　　33.1.2实现服务器端收藏存储IService317

　　33.2下载Web服务318

　　33.3上传Web服务320

　　33.4更新客户端AzureFavoriteStorage321

　　33.5清理工作323

　　第34章下一步的学习324

　　前言/序言

　　前言

　　本书是写给未来的开发者的。

　　在学生阶段，人们容易产生一种“幻觉”，以为只要学好“开发语言”“开发技术”“软件工程”“软件测试”“计算机网络”等十几门专业课，就能成为一名好的开发者。然而，实际经验告诉我们，即便学习了这些专业课，很多时候依然难以成为一名合格的开发者。导致这种情况的一个很重要的原因是专业课之间往往是彼此分隔的。因此，即便学生能在每次考试中都拿到不错的成绩，专业知识也被隔离在一座座名为“专业课”的孤岛之中。现实问题的解决经常要求我们整合运用几门专业课的知识。例如，本书16.2节中的例子就需要用到“Web服务”“软件测试”“JavaScript编程”“计算机网络”“网络架构”“密码学”六门课程的知识。如果不能在知识的孤岛之间架起桥梁，自然就很难解决这些问题，也无法成为一名合格的开发者。

　　本书的价值可以归结为“造岛”和“架桥”两点。在“造岛”方面，本书主要介绍了面向多客户端的全栈开发技术。“多客户端”，指的是使用Xamarin.Forms框架开发的应用可以同时运行在iOS、Android、Windows 10 UWP三种客户端上;“全栈”，指的是客户端开发技能栈、服务器端开发技能栈、软件工程技能栈、人机交互技能栈等多个技能栈的知识。在“架桥”方面则会使用一个贯穿全书的完整实例，将全栈开发所需的知识与技能连接起来，形成一张全栈开发知识网。同时还会更进一步，将这张网络延伸到数据库、软件测试、计算机网络等多个专业领域，使学生的知识网络更加四通八达，为成为一名合格的开发者提供坚实的基础设施。

　　作者一直认为，“带着问题学习”是最好的学习模式。因此，在组织本书内容时，没有采用传统教材的“分门别类”模式，而是随着项目的开发进程组织内容，即“需要什么，就学什么”。

　　本书分为四部分: 第一部分（第1～6章）“基础与用户”介绍一些基础知识，包括如何安装开发环境、客户端开发的基础知识，以及如何获取用户需求。第二部分(第7～17章)“框架与方法”介绍客户端开发的框架与方法，包括MVVM+IService架构模式、单元测试与Mock、Git与分支开发等。第三部分（第18～27章）“深入客户端”介绍一些解决现实生活中的复杂开发问题所需要的“花式”技术，包括服务化的导航机制、动态生成查询语句、跨设备数据同步等。第四部分（第28～33章）“服务器端开发”介绍服务器端开发技术，包括如何运用与客户端开发相同的技术栈来进行服务器端开发，并完成身份验证、数据传输等任务。

　　本书面向的是已经学习了一些计算机专业基础课的读者，至少应掌握一门编程语言，且能够独立地完成一些简单的开发任务。本书与传统的教材不同，可能会让读者不知所措。别担心，为了丰富读者的学习体验，本书提供了详细的视频。这些视频涵盖了从创建项目到完成开发的每一行代码，确保读者不会错过任何细节。同时，本书还提供了按章节组织的源代码，可通过扫描目录处的二维码查看。

　　在过去的几年中，我们已经多次以这种完全项目式学习（Project Based Learning，PBL）的形式开展课程，并获得了热爱开发的同学们的欢迎。然而，这也是作者第一次尝试将这种学习模式和内容以教材的形式呈现。因此，书中难免会出现疏漏和不足。如果发现问题，请在书籍代码仓库中提交问题，我们会及时改正。

　　希望用我们的热情凝结出来的这本书，能为未来的开发者提供一些有益的参考。

　　作者2021年8月