C# 索引器深度解析：語法、多載、介面應用與最佳實務

什麼是索引器？

索引器是特殊的屬性，讓類別實例支援陣列語法 obj[index]。它使用 this 關鍵字而非名稱，參數置於方括號內。適用於集合類別、大型資料存取、資源封裝等場景。

基本語法與唯讀/讀寫

class Sample
{
    // 唯讀索引器
    public string this[int index]
    {
        get => $"You passed {index}";
    }

    // 讀寫索引器
    private string[] data = new string[10];
    public string this[int index]
    {
        get => data[index];
        set => data[index] = value;
    }
}

// 使用
var s = new Sample();
Console.WriteLine(s[55]); // 呼叫 get
s[0] = "Hello";           // 呼叫 set

索引器 vs 屬性

多參數與多載索引器

參數型別不限於 int，可為 string、enum 等，並支援多參數：

public class Matrix
{
    private double[,] data = new double[10, 10];

    // 兩個整數參數
    public double this[int row, int col]
    {
        get => data[row, col];
        set => data[row, col] = value;
    }

    // 字串參數：依名稱查找
    public double this[string name]
    {
        get => name switch { "trace" => Trace(), _ => 0 };
    }

    private double Trace() { /* ... */ return 0; }
}

介面中宣告索引器

介面只宣告存取子，不加存取修飾詞：

interface IStringIndexer
{
    string this[int index] { get; set; }
}

class MyClass : IStringIndexer
{
    private string[] arr = new string[100];
    public string this[int index]
    {
        get => arr[index];
        set => arr[index] = value;
    }
}

IList<T>、IDictionary<TKey, TValue> 皆定義索引器，統一集合存取介面。

實作建議

1. 邊界檢查：get/set 內部驗證索引合法性，越界拋 IndexOutOfRangeException 或回傳預設值（依語意）。
2. 效能：索引器編譯為 get_Item/set_Item 方法，內聯後開銷極低。
3. 語意清晰：僅當「陣列式存取」符合領域語意時使用；否則用具名方法（GetById、Add）更明確。
4. 避免副作用：get 不應修改狀態；set 應盡量單一職責。