C# 基礎程式設計練習題與解答（四）：OOP 優勢、關鍵字、抽象類別與介面、委派事件、泛型鏈結串列

練習 1：面向物件程式設計相較結構化程式設計的優點

1. 以物件為中心 vs 以流程為中心：OOP 關注物件行為與屬性，封裝資料與操作；結構化著重流程層次分解。
2. 資料隱藏 vs 公開資料：OOP 透過封裝隱藏內部資料，僅公開介面；結構化資料與流程常公開，易造成耦合。
3. 獨立單元 vs 單一代碼單元：OOP 物件獨立完整，可獨立部署；結構化基於單一代碼單元。
4. 高度重用 vs 單次使用：OOP 物件為模組單元，具高度重用性；結構化流程難以重用。
5. 事件驅動 vs 線性演算法：OOP 應用程式基於訊息/事件驅動（如 Windows）；結構化程式結構多為自頂向下線性流程。

練習 2：關鍵字 new、sealed、版本控制

1. new 關鍵字用途

• 運算子：在堆疊建立物件並呼叫建構函式（如 new MyClass()）。
• 修飾詞：隱藏基類別繼承而來的同名成員（如 public new void Method()）。

2. sealed 修飾詞

• 類別：防止被繼承（sealed class A）。
• 方法：防止被覆寫（sealed override void Method()）。
• 效能優化：密封類別的虛擬方法呼叫可轉為非虛擬呼叫，提升執行速度。

3. 版本控制關鍵字

• override：明確覆寫基類別 virtual 方法。
• new：隱藏基類別方法（非多型行為）。
• 若兩者皆未指定，編譯器發出警告，預設為隱藏行為。

練習 3：抽象類別與介面的主要差異

核心差異：類別可實作多個介面，但只能繼承單一抽象類別（或任何具體類別）。抽象類別可包含實作與狀態；介面僅定義契約（C# 8.0 前）。

練習 4：委派與事件的優點、差異與關聯

委派優點

• 類似 C/C++ 函式指標，但具物件導向與型別安全特性。
• 可將方法參考封裝於委派物件，延遲決定呼叫哪個方法（回呼模式）。

事件

• 物件發生動作時通知用戶端的機制，常用於 GUI（按鈕點擊等）。
• 本質是特殊的委派：類別宣告事件，用戶端提供處理方法（委派），事件觸發時呼叫。

關聯

事件使用委派聲明；委派封裝方法供匿名呼叫；事件是類別允許用戶端註冊處理方法的委派介面。

練習 5：建構函式執行順序與輸出

情境 A：衍生類別無建構函式

public class A { public A() { Console.WriteLine("A"); } }
public class B { public B() { Console.WriteLine("B"); } }
public class C : A { B newb = new B(); } // 欄位初始化先於基類別建構函式
class MainClass { public static void Main() { C newc = new C(); } }

輸出： B → A（欄位初始化 → 基類別建構函式 → 衍生類別建構函式）。

情境 B：衍生類別加上建構函式 public C() { Console.WriteLine("C"); }

輸出： B → A → C。

練習 6：虛擬方法覆寫與多型

public class A {
    public virtual void MyMethod(int num) { num += 10; Console.WriteLine(num); }
}
public class B : A {
    public override void MyMethod(int num) { num += 50; Console.WriteLine(num); }
}
class MainClass {
    public static void Main() {
        A a = new A(); a.MyMethod(2); // 12
        B b = new B(); b.MyMethod(2); // 52
    }
}

練習 7：鏈結串列節點類別——非泛型與泛型實作

非泛型版本（使用 Object）

class Node {
    object m_data; Node m_next;
    public Node(object data, Node next) { m_data = data; m_next = next; }
    public object Data { get { return m_data; } }
    public Node Next { get { return m_next; } }
    public override string ToString() { return m_data.ToString(); }
}

泛型版本（Node<T>）

class Node {
    T m_data; Node m_next;
    public Node(T data, Node next) { m_data = data; m_next = next; }
    public T Data { get { return m_data; } set { m_data = value; } }
    public Node Next { get { return m_next; } set { m_next = value; } }
    public override string ToString() { return m_data.ToString(); }
}

使用範例

class LinkedList {
    static void Main() {
        // 泛型整數鏈結串列
        Node head = new Node(5, null);
        head = new Node(10, head);
        head = new Node(15, head);

        int sum = 0;
        for (Node cur = head; cur != null; cur = cur.Next)
            sum += cur.Data;

        Console.WriteLine("Sum of nodes = {0}", sum); // 30
    }
}