C# 基礎重鐵：陣列、類型轉換、常數、結構、列舉完整指南

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掌握 C# 基礎類型系統是寫出高效、無 Bug 程式的前提。本文系統整理陣列宣告/初始化/多維/不規則、類型轉換 (ToString/Parse/Convert/格式化)、常數/readonly、結構 vs 類別、列舉五大核心主題，附最佳實踐與常見陷阱。

一、陣列：從一維到不規則陣列

宣告與初始化三種寫法


// 1. 分步
string[] names;
names = new string[5];

// 2. 合併
string[] names = new string[5];

// 3. 集合初始化器 (推薦，長度自動推斷)
string[] names = { "Alice", "Bob", "Charlie" };
string[] names = new[] { "Alice", "Bob" }; // 明確型別
string[] names = new string[3] { "A", "B", "C" }; // 固定長度+初始化

存取與邊界

索引從 0 起，Length 屬性取得長度
越界拋 IndexOutOfRangeException，無邊界檢查優化 (Release 模式仍檢查)

多維陣列 (矩形陣列)


string[,] matrix = new string[3, 2]; // 3列2行，共6元素
matrix[0, 0] = "A1";
matrix[2, 1] = "C2";
// 存取：matrix.GetLength(0) → 3, GetLength(1) → 2
// 記憶體連續佈局，適合矩陣運算

不規則陣列 (Jagged Array) - 推薦實作


string[][] jagged = new string[2][];
jagged[0] = new string[8]; // 第0行8欄
jagged[1] = new string[2]; // 第1行2欄

// 逐行初始化
int[][] triangle = new int[5][];
for (int i = 0; i < 5; i++)
    triangle[i] = new int[i + 1]; // 三角形陣列

類型	記憶體佈局	存取語法	適用場景
多維 []	單一連續區塊	[i, j]	矩陣、圖像像素、固定表格
不規則 [][]	陣列的陣列，各行獨立分配	[i][j]	不規則資料、稀疏矩陣、可變長度列

建議：>3 維改用物件/集合/資料表，避免維度爆炸。

二、類型轉換：字串⇄數值/日期的標準化處理

ToString 格式化 (數值/日期 → 字串)


int age = 21;
string s = age.ToString(); // "21"

DateTime dt = DateTime.Now;
dt.ToString("D"); // "2024年12月19日 星期四" (長日期)
dt.ToString("G"); // "2024/12/19 上午 10:30:15" (常用)
dt.ToString("T"); // "上午 10:30:15" (長時間)
dt.ToString("t"); // "10:30" (短時間)
dt.ToString("d"); // "2024/12/19" (短日期)
dt.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"); // 自訂格式 "2024-12-19 10:30:15"

Parse / TryParse (字串 → 數值/日期)


int i = int.Parse("123");           // 失敗拋 FormatException
bool ok = int.TryParse("abc", out i); // 失敗回傳 false, i=0, 不拋例外 (推薦)

// 日期解析
DateTime dt = DateTime.Parse("2024-12-19");
DateTime dt = DateTime.ParseExact("19/12/2024", "dd/MM/yyyy", CultureInfo.InvariantCulture);

Convert 靜態類別 (通用轉換樞紐)


Convert.ToInt32("123");      // 等同 int.Parse
Convert.ToInt32(12.9);       // 13 (銀行家捨入)
Convert.ToBoolean(1);        // true
Convert.ToString(123);       // "123" (處理 null 回傳 String.Empty)
Convert.ChangeType(val, typeof(int)); // 動態型別轉換

隱式/顯式轉換與 as/is


int i = 10;
long l = i;              // 隱式擴大轉換
int j = (int)l;          // 顯式縮小轉換 (可能溢位)

object obj = "hello";
string s = obj as string; // 失敗回傳 null，不拋例外
bool isStr = obj is string; // 型別檢查 (C# 7+ 模式匹配: obj is string str)

三、常數與 Readonly：編譯期 vs 執行期

特性	const	readonly
初始化	宣告時必須賦值 (編譯期常數)	宣告時或建構函式中 (執行期常數)
型別限制	僅基本型別、string、null、enum	任意型別
靜態性	隱含 static，不可加 static	實例或 static 皆可
IL 表現	值直接內嵌呼叫端 (版本相依風險)	欄位存取，跨組件安全
典型用途	數學常數、固定設定	執行期決定的設定、注入依賴


public const double PI = 3.1415926535;
public readonly DateTime StartTime = DateTime.Now; // 每個實例不同
public static readonly Color ThemeColor = Color.FromArgb(0x007ACC); // 單一靜態

四、結構 vs 類別：值類型與參考類型的抉擇

核心差異

特性	struct (值類型)	class (參考類型)
儲存位置	堆疊 / 內嵌父物件	堆積
指派/傳遞	複製值	複製參考
繼承	不可繼承 (隱含 sealed)，可實作介面	單一繼承
預設值	所有欄位歸零 (不可為 null)	null
解構函式	無	有 (Finalizer)
效能	小型、短命、高頻 → 避免 GC	大型、長命、共享狀態

定義結構最佳實踐


public readonly struct Point3D : IEquatable<Point3D>
{
    public double X { get; }
    public double Y { get; }
    public double Z { get; }

    public Point3D(double x, double y, double z) => (X, Y, Z) = (x, y, z);

    public double DistanceTo(Point3D other) 
        => Math.Sqrt((X-other.X)*(X-other.X) + (Y-other.Y)*(Y-other.Y) + (Z-other.Z)*(Z-other.Z));

    public override bool Equals(object obj) => obj is Point3D p && Equals(p);
    public bool Equals(Point3D other) => X==other.X && Y==other.Y && Z==other.Z;
    public override int GetHashCode() => HashCode.Combine(X, Y, Z);
    public static bool operator ==(Point3D a, Point3D b) => a.Equals(b);
    public static bool operator !=(Point3D a, Point3D b) => !a.Equals(b);
}

readonly struct (C# 7.2+) 確保不可變，避免防禦性複製
實作 IEquatable<T> 避免裝箱
覆寫 GetHashCode/Equals 並提供 ==/!= 運算子

五、列舉：有意義的命名常數組

基礎定義與底層型別


enum Gender : byte { Male = 0, Female = 1 } // 明確底層型別 byte (預設 int)
enum FileAccess { Read = 1, Write = 2, ReadWrite = 3 } // 位旗標建議用 FlagsAttribute

Flags 屬性與位運算


[Flags]
enum Permissions
{
    None = 0,
    Read = 1 << 0,  // 1
    Write = 1 << 1, // 2
    Execute = 1 << 2, // 4
    All = Read | Write | Execute // 7
}

var p = Permissions.Read | Permissions.Write; // 3
bool canRead = p.HasFlag(Permissions.Read); // true (C# 4+)

常用操作


Gender g = Gender.Male;
string name = g.ToString();        // "Male"
Gender parsed = Enum.Parse<Gender>("Female"); // Female
bool defined = Enum.IsDefined(typeof(Gender), 2); // false
Array values = Enum.GetValues(typeof(Gender));    // 所有值
string[] names = Enum.GetNames(typeof(Gender));   // 所有名稱

// C# 7+ 模式匹配
string desc = g switch
{
    Gender.Male => "男性",
    Gender.Female => "女性",
    _ => "未知"
};

ASP.NET WebForms 陣列綁定範例 (補充)


<script runat="server">
void Page_Load()
{
    string[] inputs = { text1.Text, text2.Text, text3.Text };
    Message1.Text = inputs[0];
    Message2.Text = inputs[1];
    Message3.Text = inputs[2];
}
</script>

<asp:TextBox ID="text1" runat="server" /><br/>
<asp:TextBox ID="text2" runat="server" TextMode="MultiLine" Rows="5" /><br/>
<asp:TextBox ID="text3" runat="server" TextMode="Password" /><br/>
<asp:Button Text="送出" runat="server" />
<asp:Label ID="Message1" runat="server" /><br/>
<asp:Label ID="Message2" runat="server" /><br/>
<asp:Label ID="Message3" runat="server" />

結語：陣列選對類型 (多維 vs 不規則)、轉換用 TryParse 避免例外、常數分 const/readonly 場景、結構用於小型不可變值型別、列舉善用 Flags 與 HasFlag。這五大基石扎實，C# 進階之路才能走得穩、走得遠。