C# 索引器完整指南：語法、多參數、字串索引與最佳實務

什麼是索引器？

索引器讓類別實例像陣列一樣用 obj[index] 存取內部資料，語法上以 this 關鍵字定義。

基本宣告語法

public class MyCollection
{
    private int[] data = new int[10];

    public int this[int index]  // 索引器宣告
    {
        get => data[index];
        set => data[index] = value;
    }
}

// 使用
var c = new MyCollection();
c[3] = 99;
int v = c[3]; // 99

索引器特性總表

範例 1：溫度記錄類別（整數索引）

public class TempRecord
{
    private readonly float[] temps = { 56.2f, 56.7f, 56.5f, 56.9f, 58.8f,
                                       61.3f, 65.9f, 62.1f, 59.2f, 57.5f };

    public int Length => temps.Length;

    public float this[int index]
    {
        get
        {
            if (index < 0 || index >= temps.Length)
                throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(index));
            return temps[index];
        }
        set
        {
            if (index < 0 || index >= temps.Length)
                throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(index));
            temps[index] = value;
        }
    }
}

範例 2：星期名稱查詢（字串索引）

public class DayCollection
{
    private readonly string[] days = { "Sun", "Mon", "Tue", "Wed", "Thu", "Fri", "Sat" };

    public int this[string day]
    {
        get
        {
            for (int i = 0; i < days.Length; i++)
                if (days[i].Equals(day, StringComparison.OrdinalIgnoreCase))
                    return i;
            return -1; // 找不到
        }
    }
}

// 使用
var week = new DayCollection();
Console.WriteLine(week["Fri"]);        // 5
Console.WriteLine(week["Made-up"]);    // -1

範例 3：多參數索引器（矩陣存取）

public class Matrix
{
    private readonly double[,] data;
    public Matrix(int rows, int cols) => data = new double[rows, cols];

    public double this[int row, int col]
    {
        get => data[row, col];
        set => data[row, col] = value;
    }
}

可靠設計原則

1. 參數驗證：在 get/set 內部檢查邊界，拋出 ArgumentOutOfRangeException 或 ArgumentException。
2. 非對稱存取權：set 通常比 get 更嚴格（如 public get; private set;）。
3. 文件化例外：XML 註解標註可能拋出的例外型別與條件。
4. 避免副作用：get 應為純查詢，不修改狀態。

結語

索引器是封裝集合存取的語法糖，善用多載、字串索引與參數驗證，能設計出直觀、安全的 API。