C# 巢狀類型與包含類型詳解：定義、存取權限與實作範例

概念釐清

巢狀類型

基本語法

class Container
{
    class Nested          // 預設 private
    {
        Nested() { }
    }
    
    public class PublicNested  // 可設為 public/protected/internal
    {
        PublicNested() { }
    }
}

特性

• 預設 private，外部類型不可存取
• 可設定 public、protected、internal、protected internal、private
• 可存取外部類別的 private/protected 成員 (含繼承者)
• 完整名稱：Container.Nested
• 建立實例：var n = new Container.Nested(); (public 時)

存取外部類別實例

public class Container
{
    private string _name = "Outer";
    
    public class Nested
    {
        private Container _parent;
        
        public Nested() { }
        public Nested(Container parent) => _parent = parent;
        
        public void PrintParentName() => Console.WriteLine(_parent._name); // 存取 private
    }
}

包含類型 (Composition)

定義

類別 A 有一個類別 B 型別的私有欄位，A 的實例「包含」B 的實例。

範例

public class Aaa
{
    private string _val1;
    public Aaa(string str) => _val1 = str;
    public string Val1 { get => _val1; set => _val1 = value; }
}

public class Bbb
{
    private Aaa _bval1;  // 包含 Aaa 型別的私有成員
    
    public Aaa Bval1 
    { 
        get => _bval1; 
        set => _bval1 = value; 
    }
}

// 使用
Bbb bb = new Bbb();
bb.Bval1 = new Aaa("abc123");
Console.WriteLine(bb.Bval1.Val1);  // 輸出: abc123

關鍵區別

• 巢狀：定義在內部，型別隸屬外部類別命名空間
• 包含：獨立類別，透過欄位組合關係
• 包含關係中，外部類別無法直接存取內部類別的 private 成員 (除非透過公開介面)

巢狀類型完整範例

public class Container
{
    private string _containerData = "Container Data";
    
    public class Nested
    {
        private Container _parent;
        
        public Nested() { }
        public Nested(Container parent) => _parent = parent;
        
        public void AccessContainerPrivate()
        {
            if (_parent != null)
                Console.WriteLine(_parent._containerData);  // 合法存取 private
        }
    }
    
    public void Demo()
    {
        var nested = new Nested(this);
        nested.AccessContainerPrivate();
    }
}

// 外部使用
Container c = new Container();
c.Demo();  // 輸出: Container Data

// 直接建立巢狀實例 (需 public)
Container.Nested n = new Container.Nested();

使用建議

1. 巢狀類型：邏輯上緊密相關、不需外部獨立使用、需存取外部私有狀態 (如集合的 Enumerator、節點類別)
2. 包含類型：一般物件組合關係、領域模型實體關聯、依賴注入
3. 避免過度巢狀：超過 2 層嵌套影響可讀性

總結

巢狀類型提供封裝與存取外部私有成員的能力，適合實作細節隱藏；包含類型是標準物件組合方式。理解兩者差異，依領域模型需求選擇。