C# 成員存取控制、屬性封裝與抽象類別介面實作完整教學

一、成員存取層級實戰：private 的嚴格隔離

private 成員僅在宣告類別內部可見，衍生類別與外部程式碼均無法存取。編譯器會在嘗試跨越邊界時產生錯誤：

class Per
{
    private string _name; // 僅本類別可存取
    public string Address;
    public int Age { get; set; } // 自動實作屬性
}

Per p = new Per();
// p._name = "Test"; // 編譯錯誤：'Per._name' 因保護層級而無法存取
p.Address = "Taipei"; // 合法
p.Age = 22; // 呼叫 set 存取器

二、屬性 get/set：封裝的標準化入口

1. 完整屬性語法

class Per
{
    private int _age;
    public int Age
    {
        get { return _age; }
        set
        {
            if (value < 0 || value > 150) throw new ArgumentOutOfRangeException();
            _age = value;
        }
    }
}

2. 自動實作屬性

public int Age { get; set; } // 編譯器自動產生隱私備份欄位
public int Age { get; private set; } // 唯讀對外，內部可寫

3. 屬性優勢

• 驗證、轉換、記錄、延遲載入等邏輯集中於存取器
• 二進位相容：未來擴充邏輯不需修改呼叫端
• 介面只能定義屬性，不能定義欄位
• 資料繫結、序列化、OR Mapping 皆仰賴屬性

三、抽象類別與抽象方法：定義契約強制實作

1. 核心規則

• abstract class：不可實例化，可包含抽象與非抽象成員
• abstract method：無主體，衍生類必須以 override 實作
• 抽象類別可定義建構函式（供衍生類呼叫）

2. 範例：抽象類別 Myab 與實作類別 SubMyab

public abstract class Myab
{
    public abstract void Hi(string Name); // 無主體，分號結尾
}

public class SubMyab : Myab
{
    public override void Hi(string Name)
    {
        Console.WriteLine($"{Name} override void Hi(string Name)");
    }
}

// 使用
SubMyab obj = new SubMyab();
obj.Hi("Test");

四、介面 vs 抽象類別：關鍵差異與選擇指南

五、介面實作完整範例：多型計算幾何面積

public interface IShape
{
    double GetArea();
}

// 矩形
public class Rectangle : IShape
{
    public double Width, Height;
    public Rectangle(double w, double h) { Width = w; Height = h; }
    public double GetArea() => Width * Height;
}

// 圓形
public class Circle : IShape
{
    public double Radius;
    public Circle(double r) { Radius = r; }
    public double GetArea() => Math.PI * Radius * Radius;
}

// 三角形（海龍公式簡化版）
public class Triangle : IShape
{
    public double A, B, C;
    public Triangle(double a, double b, double c) { A = a; B = b; C = c; }
    public double GetArea() => A * B * C; // 示意用，實際應用海龍公式
}

// 統一處理
var shapes = new List
{
    new Rectangle(2, 8),
    new Triangle(5, 1, 9),
    new Circle(10)
};

foreach (var s in shapes)
    Console.WriteLine($"面積: {s.GetArea():F2}");

總結

private 強制封裝邊界，屬性提供受控存取入口，抽象類別共享實作骨架並強制關鍵行為，介面定義純粹契約支援多重實作。四者結合構成 C# 物件導向設計的四大基石，掌握其適用時機與組合方式，能建構出高內聚、低耦合、易測試、可演進的軟體架構。