類別定義 - C# 教學

程序導向與物件導向程式設計

在類別出現之前，像是C語言，並沒有類別的概念。像C語言這種不存在類別、沒有物件的程式寫法，我們稱之為：程序導向程式設計。

程序導向程式設計：程式是一連串指令序列，核心目標是最佳化執行步驟

現在有了類別，就可以採用物件導向程式設計

物件導向程式設計：程式由多個封裝完成的類別所組成，核心概念是將資料 + 操作資料的函式包裝到邏輯相關的單元內，這個單元就是類別（class）。

類別的定義

類別是一種包含儲存資料、可執行程式碼的資料結構，內含兩類成員：

資料成員（Data Members）存放物件屬性資料：欄位 (Fields)、常數 (Constants)
函式成員（Function Members）實作物件行為邏輯：例如方法、屬性、建構函式、解構函式、運算子、索引子、事件

類別是封裝邏輯相關資料與函式的集合，用來對應真實世界或是抽象世界中的事物。

簡單來說，類別是由資料與函式所構成的資料結構，透過類別可以建立物件；我們可以透過物件存取資料與成員，在類別內部也能夠直接存取這些資料與成員。

類別的宣告

class 關鍵字僅用於定義類別樣板，不會建立物件執行個體；樣板包含三個部分：類別名稱、類別成員、類別特性。

語法

class 類別名稱
{
    // 成員宣告（欄位、方法等，順序不強制規定）
}Code language: JavaScript (javascript)

類別宣告也常被稱為類別定義（class definition）


class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        AddCalculator addCalculator = new AddCalculator();
        SubCalculator subCalculator = new SubCalculator();
    }
}


class AddCalculator
{
    public int A { get; set; }
    public int B { get; set; }
    public int Add()
    {
        return A + B;
    }
}

class SubCalculator
{
    public int A { get; set; }
    public int B { get; set; }
    public int Subtract()
    {
        return A - B;
    }
}Code language: JavaScript (javascript)

上面範例宣告了兩個類別，一個實作加法運算、一個實作減法運算，接著在主程式Main函式當中建立它們的執行個體並使用。

本文內容來自 foxdevelop.com

類別宣告不一定要由上到下擺放，也就是你可以把類別宣告寫在後方，然後在前面的主函式呼叫，完全沒有問題。因為類別只是樣板藍圖，程式並不是由上往下循序執行；程式從Main函式開始執行，當需要某個類別時，才會去尋找對應的藍圖。

類別成員

欄位（Fields）

欄位是隸屬於類別的變數，可以是內建型別或是自訂型別，支援資料讀寫。

型別 欄位名稱;

class MyClass
{
    int MyField; // int型別欄位MyField
}Code language: JavaScript (javascript)

和C/C++重要差異：C# 不存在全域變數，所有欄位必須宣告在型別（類別 / 結構）內。

欄位初始化規則

（1）隱性初始化（沒有指定初始值）

編譯器會自動指派該型別的預設值，不同型別對應的預設值各不相同。

int F1;    // 預設 0
string F2; // 預設 nullCode language: JavaScript (javascript)

下表列出C#型別與欄位預設值對照。注意這是欄位的預設值；區域變數一定要由開發者手動初始化。

基本實值型別

資料型別	預設值	說明
`sbyte`	`0`	有號 8 位元整數
`byte`	`0`	無號 8 位元整數
`short`	`0`	有號 16 位元整數
`ushort`	`0`	無號 16 位元整數
`int`	`0`	有號 32 位元整數
`uint`	`0`	無號 32 位元整數
`long`	`0L`	有號 64 位元整數
`ulong`	`0UL`	無號 64 位元整數
`float`	`0.0f`	單精確度浮點數
`double`	`0.0d`	雙精確度浮點數
`decimal`	`0.0m`	高精確度十進位小數
`char`	`'\0'`（空字元，ASCII 0）	單一字元
`bool`	`false`	布林型別
列舉 `Enum`	底層整數0對應之列舉成員	列舉底層為整數，預設0
結構 `struct`	所有欄位各自使用預設值	自訂實值型別，整體歸零

參考型別

所有參考型別預設值統一為 null，代表沒有指向堆積裡任何物件。

意思就是沒有存放任何記憶體位址。回想前面繪製的記憶體示意圖：參考型別存放類似000001 01010這類堆積位址；如果是null，就代表沒有儲存任何有效記憶體位址。

型別分類	範例型別	預設值
內建參考型別	`string`、`object`	`null`
自訂類別 `class`	Person Student	`null`
陣列（任意維度）	`int[]`、`string[,]`	`null`
委派 / 事件	`Action`、`Func`、自訂 delegate	`null`
介面 `interface`	任意介面變數	`null`

範例

string str;        // 預設 null
Student jason;     // 自訂類別，預設 null
int[] arr;         // 陣列，預設 null
Action callback;   // 委派，預設 nullCode language: JavaScript (javascript)

可為Null型別（Nullable / T?）

在基礎資料型別後面加上問號?，就會變成另一種型別，允許沒有有效值。前面提到int age; 不賦值預設是0；如果我們想要表達「完全沒有值」，就可以寫 int? age2;。age2就是可為Null型別，可以指定null：int? age2 = null;

可為Null型別是包裝後的ValueType，預設值為 null，代表「不存在有效數值」

宣告寫法	預設值
`int? num`	`null`
`bool? flag`	`null`
`decimal? price`	`null`

class Test
{
    int a;      // 自動 = 0
    string b;   // 自動 = null
    bool c;     // 自動 = false
}Code language: JavaScript (javascript)

（2）顯性初始化

宣告時使用=指派初始值，指派的內容必須在編譯階段就能確定；不可以是隨機數值或是使用者輸入資料。

int days = 25;
string word = "foxdevelop";Code language: JavaScript (javascript)

（3）同型別多欄位簡寫

同一型別可以用逗號分隔批量宣告，不可以混合不同型別

int player, blood = 25;
string title, subTitle = "hi welcome to foxdevelop.com";Code language: JavaScript (javascript)

方法（Methods）

方法定義

方法是可重複使用、具備名稱的可執行程式區塊，對應C++的成員函式；呼叫後執行內部程式碼，執行完返回呼叫處，分成「有傳回值」與「無傳回值」兩種。

方法四大要素

傳回型別：沒有傳回值就寫void
方法名稱
參數串：沒有參數也要保留()
方法主體：{}包覆執行程式碼


class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Robot robot = new Robot();
        robot.SayHello();
    }
}


class Robot
{
    public void SayHello()
    {
        Console.WriteLine("Hello everyone");
        Console.WriteLine("Welcome to visit foxdevelop.com");
    }
}Code language: JavaScript (javascript)

public void SayHello() 前方的public是修飾子，代表這個函式可以在類別外部存取（透過物件名稱.函式名稱）。如果沒有寫public，預設為private私有；私有函式只能在類別內部呼叫，即使使用robot這類物件名稱，外部也無法存取。

建立類別變數與執行個體

1. 參考型別基礎特性

類別屬於參考型別，記憶體分成兩塊區域：

堆疊 (Stack)：存放參考變數（記憶體位址指標）
堆積 (Heap)：存放物件真正資料

2. 分步建立物件

1 僅宣告參考變數（只配置堆疊記憶體，堆積沒有物件）

Robot robot; 
// 只在堆疊配置參考空間，值未定義，堆積中不存在物件
Code language: JavaScript (javascript)

這段程式碼代表堆疊內有一個變數，用來存放Robot的參考（堆積記憶體位址），此時為null，是空值

2 使用 `new` 運算子配置堆積記憶體

new 型別名稱();Code language: JavaScript (javascript)

在堆積配置記憶體，自動將所有欄位設為預設值
傳回堆積物件的參考位址，指派給堆疊變數

robot = new Robot();
Code language: JavaScript (javascript)

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Robot robot;
        robot = new Robot();
    }
}


class Robot
{
    void SayHello()
    {
        Console.WriteLine("Hello everyone");
        Console.WriteLine("Welcome to visit foxdevelop.com");
    }
}Code language: JavaScript (javascript)

3. 宣告與執行個體化一次完成

Robot robot = new Robot();Code language: JavaScript (javascript)

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Robot robot = new Robot();
    }
}Code language: JavaScript (javascript)

類別定義

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