C# abstract 關鍵字完整指南：抽象類別、抽象成員與強制實作契約

編輯：關於C語言

abstract 適用目標

目標	效果
類別	不可實例化，可包含抽象/非抽象成員
方法	無實作，衍生類別必須 override 實作
屬性	定義 get/set 契約，衍生類別必須實作對應存取器
事件	定義事件契約，衍生類別必須實作
索引子	定義存取契約，衍生類別必須實作

禁止組合

abstract + static ❌
abstract + virtual ❌（abstract 隱含 virtual）
abstract + private ❌（無法被覆寫）

完整範例：幾何形狀體系


using System;

abstract class Shape {
    // 抽象唯讀屬性：強制衍生類別實作 get
    public abstract double Area { get; }

    // 抽象方法：計算周長
    public abstract double Perimeter();

    // 抽象事件：面積變更通知
    public abstract event EventHandler AreaChanged;

    // 抽象索引子：依索引取得頂點
    public abstract Point this[int index] { get; }

    // 非抽象成員：共用邏輯
    public void PrintInfo() => Console.WriteLine($"Area: {Area}, Perimeter: {Perimeter}");
}

class Rectangle : Shape {
    private double _w, _h;
    public Rectangle(double w, double h) { _w = w; _h = h; }

    public override double Area => _w * _h;
    public override double Perimeter() => 2 * (_w + _h);

    public override event EventHandler AreaChanged;

    private Point[] _vertices = new Point[4];
    public override Point this[int index] => _vertices[index];
}

struct Point { public double X, Y; public Point(double x, double y) { X = x; Y = y; } }

class Program {
    static void Main() {
        Shape s = new Rectangle(10, 5);
        s.PrintInfo(); // Area: 50, Perimeter: 30
        Console.ReadKey();
    }
}

抽象類別 vs 介面：選擇指南

維度	抽象類別	介面
多重實作	單一繼承	多重實作
共用狀態/邏輯	✅ 欄位、建構函式、非抽象方法	❌ 無狀態（C# 8.0 前）
存取修飾詞	完整支援	隱含 public
版本演進	新增非抽象成員不破壞	C# 8.0+ 預設實作可緩解
結構體適用	❌	✅

Template Method 模式：抽象類別經典應用


abstract class DataProcessor {
    // 模板方法：定義演算法骨架
    public void Process() {
        ReadData();
        var data = TransformData(); // 抽象步驟
        ValidateData(data);         // 抽象步驟
        SaveData(data);
        NotifyComplete();
    }

    protected abstract object TransformData();
    protected abstract void ValidateData(object data);

    // 可選擇覆寫的掛鉤
    protected virtual void ReadData() => Console.WriteLine("Reading...");
    protected virtual void SaveData(object data) => Console.WriteLine("Saving...");
    protected virtual void NotifyComplete() => Console.WriteLine("Done.");
}

class CsvProcessor : DataProcessor {
    protected override object TransformData() { /* CSV 解析 */ return new object(); }
    protected override void ValidateData(object data) { /* 驗證邏輯 */ }
}