C# 索引子完整指南：語法、多參數、介面實作與進階應用

索引子核心概念

索引子讓類別實例支援 obj[index] 語法存取內部集合/資料。本質是帶參數的屬性，使用 this 關鍵字定義。

基本語法

class DataSeries
{
    private float[] _data = { 1.1f, 2.2f, 3.3f };

    public int Length
    {
        get => _data.Length;
        set => Array.Resize(ref _data, value);
    }

    // 索引子
    public float this[int index]
    {
        get => _data[index];
        set => _data[index] = value;
    }
}

// 使用
var ds = new DataSeries();
Console.WriteLine(ds[0]); // 1.1
ds[1] = 9.9f;
Console.WriteLine(ds[1]); // 9.9

索引子特性

• 參數型別不限於 int：可為 string、enum、多參數。
• 可多載：同類別可定義多個參數簽章不同的索引子。
• 可在介面中定義：強制實作類別提供索引存取。
• 不可為 static：屬於實例成員。
• 存取修飾詞：get/set 可個別設定 (如 public get; private set;)。

多參數與字串索引子

class Matrix
{
    private double[,] _m = new double[3,3];
    public double this[int row, int col]
    {
        get => _m[row, col];
        set => _m[row, col] = value;
    }
}

class WeekWeather
{
    public string this[string day] // 字串索引
    {
        get => day switch
        {
            "Monday" => "Rainy",
            "Friday" => "Sunny",
            _ => "Cloudy"
        };
    }
}

介面中定義索引子

interface IRepository<T>
{
    T this[int id] { get; set; }
}

class UserRepository : IRepository<User>
{
    private Dictionary<int, User> _db = new();
    public User this[int id]
    {
        get => _db.TryGetValue(id, out var u) ? u : null;
        set => _db[id] = value;
    }
}

進階應用場景

索引子 vs 屬性 vs 方法

• 單一值、語意為「屬性」→ 屬性。
• 集合存取、語意為「按鍵取值」→ 索引子。
• 需多參數、有副作用、非單純存取→ 方法 (GetValue(key))。

總結

索引子提供直觀的集合存取語法，是建構領域特定語言 (DSL) 風格 API 的利器。善用多載、介面定義與非 int 參數，能大幅提升 API 表達力。