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Visual Studio：Java 開發者轉型 C# 完全指南（下）

編輯：關於C#

承接上篇，本文深入探討 C# 進階特性：建構函式鏈結、方法覆寫、抽象類別、介面、運算子多載、例外處理、索引子、屬性、委派/事件、垃圾回收、不安全程式碼等，並與 Java 對照說明，助 Java 開發者快速掌握 C# 精髓。

建構函式鏈結與 base 關鍵字

衍生類建構函式隱式呼叫基類建構函式（由基類至衍生類順序執行）。可用 base 明確指定呼叫哪個基類建構函式：

public class Point
{
    public Point() { x = 0; y = 0; }
    public Point(int x, int y) { this.x = x; this.y = y; }
}

public class ColorPoint : Point
{
    public ColorPoint(int x, int y) : base(x, y) // 指定呼叫基類雙參數建構函式
    { color = Color.Red; }
}

Java 對應使用 super 關鍵字。

方法覆寫：virtual / override

關鍵差異：Java 方法預設為虛擬；C# 需顯式標記 virtual 才可覆寫，衍生類用 override：

public class CountClass
{
    public int count;
    public CountClass(int start) { count = start; }
    public virtual int StepUp() { return ++count; }
}

class Count100Class : CountClass
{
    public Count100Class(int x) : base(x) { }
    public override int StepUp() { return count + 100; }
}

覆寫成員必須相同存取修飾詞。非虛擬/靜態方法不可覆寫。

抽象類別

含 abstract 成員的類別必須標記 abstract，不可實例化。衍生類必須實作所有抽象成員（除非衍生類也為抽象）：

public abstract class Employee
{
    public abstract void Show();
}

public class Manager : Employee
{
    private string name;
    public Manager(string name) { this.name = name; }
    public override void Show() { Console.WriteLine("Name: " + name); }
}

// 使用
Employee emp = new Manager("John Chapman");
emp.Show(); // 多型呼叫 Manager.Show()

介面

介面僅含成員簽章（方法、屬性、事件、索引子），所有成員隱含 public，不可含欄位、建構函式、靜態成員。類別以冒號實作介面：

public interface IMethodInterface
{
    void MethodA();
    int MethodB(float p1, bool p2);
    int ReadOnlyProperty { get; } // 唯讀屬性
}

public class Implementation : IMethodInterface
{
    public void MethodA() { /* ... */ }
    public int MethodB(float p1, bool p2) { /* ... */ return 0; }
    public int ReadOnlyProperty { get { return count; } }
}

多介面實作：class MyClass : IFace1, IFace2。名稱衝突時用完整限定名稱消除歧義（如 IFace1.MethodA()）。

運算子多載

C# 支援運算子多載（Java 不支援），所有多載為 static 方法：

public class Complex
{
    private float real, img;
    public Complex(float r, float i) { real = r; img = i; }
    
    public static Complex operator +(Complex lhs, Complex rhs)
    {
        return new Complex(lhs.real + rhs.real, lhs.img + rhs.img);
    }
    public static Complex operator -(Complex lhs, Complex rhs)
    {
        return new Complex(lhs.real - rhs.real, lhs.img - rhs.img);
    }
    public void Print() { Console.WriteLine("{0} + {1}i", real, img); }
}

// 使用
Complex A = new Complex(10.5f, 12.5f);
Complex B = new Complex(8.0f, 4.5f);
Complex C = A + B; // 直觀語法
C.Print(); // 18.5 + 17i

可多載運算子：一元（+ - ! ~ ++ -- true false）、二元（+ - * / % & | ^ << >> == != < > <= >=）。== 與 != 必須成對多載。

例外處理

架構與 Java 相似：try / catch / finally。關鍵差異：

C# catch 區塊必須按繼承階層從特定到一般排序，編譯器強制檢查（Java 不強制）。
C# 不支援 checked exception（Java throws 關鍵字）。
基底類別：System.Exception → System.SystemException（CLR 錯誤）與 System.ApplicationException（應用程式錯誤，建議自訂例外繼承此類）。

try { /* 開啟檔案 */ }
catch (FileNotFoundException fe) { /* 先處理特定 */ }
catch (IOException ioe) { /* 再處理一般 IO */ }
catch { /* 最後捕獲所有 */ }
finally { /* 釋放資源 */ }

自訂例外：

public class InvalidDepartmentException : ApplicationException
{
    public InvalidDepartmentException(string dept) 
        : base("Invalid Department: " + dept) { }
}

// 拋出
if (dept != "Sales" && dept != "Marketing")
    throw new InvalidDepartmentException(dept);

索引子

賦予類別陣列式存取語法：

public class Department
{
    private string[] employees = new string[10];
    public string this[int index]
    {
        get { if (index >= 0 && index < 10) return employees[index]; 
              else throw new IndexOutOfRangeException(); }
        set { if (index >= 0 && index < 10) employees[index] = value; 
              else throw new IndexOutOfRangeException(); }
    }
}

// 使用
Department sales = new Department("Sales");
sales[0] = "Nikki";
sales[1] = "Becky";
Console.WriteLine(sales[0] + ", " + sales[1]);

屬性

為型別/成員附加宣告性中繼資料，供執行期反射讀取：

[Serializable]
public class Employee
{
    public int ID;
    public string Name;
    [NonSerialized] public int Salary; // 不序列化
}

[WebMethod]
public string GetTime() { return DateTime.Now.ToShortTimeString(); } // 標記為 Web Service 方法

委派與事件

委派（delegate）是型別安全的函式指標，支援多點廣播。三步驟：宣告、實例化、呼叫。

delegate long MathOp(int a, int b);
MathOp op = new MathOp(MathClass.Add);
long result = op(10, 20); // 呼叫
op = new MathOp(MathClass.Multiply); // 重新指派
result = op(1639, 1525);

事件是特殊委派欄位，前綴 event 關鍵字，限制外部只能 +=/-= 訂閱/退訂，不能直接呼叫：

public delegate void CustomHandler(object sender, EventArgs e);
public event CustomHandler CustomEvent;

public void InvokeEvent() { CustomEvent(this, EventArgs.Empty); } // 僅類別內部可呼叫

垃圾回收

CLR 週期性掃描 Managed Heap，回收無參考物件。類似 JVM，但 C# 提供 IDisposable 模式與 using 陳述式釋放非受控資源。

不安全程式碼：unsafe / fixed

需直接操作記憶體（指標、Win32 API）時，標記 unsafe 區塊：

unsafe static void PointerDemo()
{
    int i = 10;
    int* p = &i;
    Console.WriteLine("*p = " + *p);
}

unsafe { fixed (char* p = array) { /* 固定陣列位置防止 GC 移動 */ } }

fixed 防止 GC 在不安全區塊執行期間移動物件。編譯需 /unsafe 選項。