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C# 進階核心（四）：結構、部分類別與 Object 基類

編輯：關於C#

一、結構——輕量級值型別

結構（struct）語法與類別幾乎相同，僅將 `class` 改為 `struct`。適用場景：小型資料結構、頻繁建立/銷毀、需值語意（如座標點、矩陣、日期時間）。

關鍵差異速查表

特性	class（參考型別）	struct（值型別）
儲存位置	Managed Heap	Stack / Inline in containing type
指派行為	參考複製	值複製
繼承	支援單一繼承	不可繼承（隱性 sealed）
預設建構函式	開發者可自訂無參建構式	編譯器強制提供，不可自訂無參建構式
Null 能力	可為 null	不可為 null（除非用 Nullable<T>）
效能	GC 壓力大、間接存取	零 GC、記憶體局部性佳

使用建議

✅ 原始型別語意（`Point`、`Vector`、`DateTime`、`decimal`）
✅ 高頻建立、短生命週期、小於 16 Bytes
❌ 需繼承、多型、大型物件、頻繁 boxing/unboxing 場景

二、部分類別——大型檔案與團隊協作利器

關鍵字 partial 允許將同一個類別、介面、結構拆分至多個原始檔。編譯時自動合併。

// File: Person.Core.cs
public partial class Person {
    public string Name { get; set; }
    public void SayHello() => Console.WriteLine($"Hi, {Name}");
}

// File: Person.Serialization.cs
public partial class Person {
    public string ToJson() => $"{{\"Name\":\"{Name}\"}}";
    public static Person FromJson(string json) { /* ... */ }
}

典型應用場景

程式碼產生器隔離： 設計工具產生的程式碼（如 `Form1.Designer.cs`）與手寫邏輯分離，重新產生不覆蓋業務碼。
團隊平行開發： 不同成員同時編輯不同部分，減少合併衝突。
條件式編譯： 不同平台/版本實作置於不同 partial 檔。

三、Object 類別——所有型別的共同祖先

所有 .NET 型別（含值型別經 boxing）隱含繼承 System.Object，直接獲得以下虛擬/非虛擬方法：

方法	用途	建議覆寫？
`ToString()`	物件人類可讀表示	✅ 強烈建議（除非極簡單型別）
`Equals(object)`	值相等比較	值型別 ✅ / 參考型別視語意
`GetHashCode()`	雜湊碼（Dictionary/HashSet 鍵值）	覆寫 Equals 時必覆寫
`GetType()`	取得執行階段 Type 物件	不可覆寫
`MemberwiseClone()`	淺層複製	protected，可內部使用
`Finalize()`	解構子語法 `~Class()`	僅非託管資源清理需實作

ToString() 覆寫範例

public struct Point3D {
    public int X, Y, Z;
    public override string ToString() => $"({X}, {Y}, {Z})";
}

// 使用
var p = new Point3D { X = 1, Y = 2, Z = 3 };
Console.WriteLine(p); // 輸出 (1, 2, 3)

掌握結構的值語意、部分類別的組織藝術、Object 的基礎契約，是邁向 C# 專家的關鍵里程碑。