C# 判斷陳述式完整指南：if/else/switch/模式比對/三元運算子與最佳實踐

判斷陳述式 控制程式流程依條件分支執行。C# 提供 if-else、switch、模式比對、三元運算子等多樣化工具。選擇正確結構能大幅提升可讀性、減少 Bug、啟用編譯器最佳化。

if-else 陳述式

// 基本
if (score >= 60) {
    Console.WriteLine("及格");
} else {
    Console.WriteLine("不及格");
}

// 多重條件
if (score >= 90) grade = 'A';
else if (score >= 80) grade = 'B';
else if (score >= 70) grade = 'C';
else if (score >= 60) grade = 'D';
else grade = 'F';

// 巢狀
if (user != null) {
    if (user.IsActive) {
        if (user.HasPermission("admin")) { /* ... */ }
    }
}

// 守衛子句：扁平化
if (user == null) return;
if (!user.IsActive) return;
if (!user.HasPermission("admin")) return;
// 核心邏輯...

switch 陳述式：傳統與新式

傳統 switch (C# 1.0+)

switch (day) {
    case 1: case 2: case 3: case 4: case 5:
        Console.WriteLine("平日"); break;
    case 6: case 7:
        Console.WriteLine("週末"); break;
    default:
        Console.WriteLine("無效"); break;
}

// 字串 switch
switch (command.ToLower()) {
    case "start": Start(); break;
    case "stop": Stop(); break;
    case "restart": Restart(); break;
    default: Unknown(); break;
}

Switch 運算式 (C# 8+)：函數式、表達式導向

// 基本
string result = day switch {
    1 or 2 or 3 or 4 or 5 => "平日",
    6 or 7 => "週末",
    _ => "無效"
};

// 型別模式
object Process(object input) => input switch {
    int i => i * 2,
    string s => s.Length,
    double d when d > 0 => (int)d,
    null => "空值",
    _ => "未知"
};

// 屬性模式
var discount = customer switch {
    { IsVip: true, Years: >= 5 } => 0.25,
    { IsVip: true } => 0.15,
    { Years: >= 10 } => 0.10,
    _ => 0.0
};

// Tuple 模式
(string, int) Parse(string input) => input.Split(',') switch {
    [var name, var ageStr] when int.TryParse(ageStr, out var age) => (name, age),
    _ => ("", 0)
};

// 列表/切片模式 (C# 11+)
int[] nums = {1,2,3};
string desc = nums switch {
    [] => "空",
    [var single] => $"單一: {single}",
    [var first, .., var last] => $"首:{first} 尾:{last}",
    _ => "其他"
};

關鍵差異

模式比對完整類型

三元條件運算子

// 基本
string result = (score >= 60) ? "及格" : "不及格";

// 巢狀 (慎用)
string grade = score >= 90 ? "A" : score >= 80 ? "B" : "C";

// 配合 null 條件
int length = text?.Length ?? 0;

// 唯讀屬性初始化
public string Status => _isActive ? "Active" : "Inactive";

進階技巧

模式比對增強 is / switch

// is 型別模式 (C# 7+)
if (input is int i) Console.WriteLine(i * 2);
if (input is string { Length: > 10 } s) Console.WriteLine("長字串");

// switch 運算式當作方法主體
public string Classify(int n) => n switch {
    < 0 => "負數",
    0 => "零",
    > 0 => "正數"
};

Guard Clauses 與擴充方法

public static class Guard {
    public static void AgainstNull(this T? value, string paramName) 
        where T : class {
        if (value is null) throw new ArgumentNullException(paramName);
    }
    public static void AgainstNegative(this int value, string paramName) {
        if (value < 0) throw new ArgumentOutOfRangeException(paramName);
    }
}

// 使用
public void SetAge(int age) {
    age.AgainstNegative(nameof(age));
    _age = age;
}

最佳實踐

• 優先 Switch 運算式：不可變、表達式導向、編譯器窮盡性檢查 (封閉型別如 enum)。
• 扁平化條件：守衛子句減少巢狀，核心邏輯左對齊。
• 避免魔術數字：用常數、列舉、具名變數。
• Enum 窮盡性：switch 運算式搭配 _，新增 enum 值時編譯器警告。
• 三元運算子簡單用：單行、無副作用。複雜邏輯用 if/switch。
• 模式比對替代型別檢查鏈：if (x is A) ... else if (x is B) → x switch { A => ..., B => ... }。

常見問題 FAQ

Q: switch 運算式需要 break 嗎？

A: 不需要。每個模式最多匹配一個分支，無 fall-through。

Q: 如何對 null 做模式比對？

A: case null: 或 null => ...。注意 case var x: 也會匹配 null。

Q: when 守衛能存取外部變數嗎？

A: 能，捕捉外部區域變數 (closure)。

Q: 關係模式 case > 0: 需要什麼版本？

A: C# 9.0+ (NET 5+)。