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C#，作為微軟.NET框架的核心編程語言，以其強大的面向對象編程（OOP）特性，深受開發者喜愛。本文將深入探討C#如何支持面向對象編程，重點解析類、對象、封裝、繼承和多態等核心概念，并通過實例代碼加以說明。

一、類和對象

在C#中，類是對象的模板，它定義了對象的屬性和方法。對象是類的實例，擁有類所定義的屬性和行為。

// 定義一個簡單的Person類
public class Person
{
    public string Name { get; set; }
    public int Age { get; set; }

    public void SayHello()
    {
        Console.WriteLine($"Hello, my name is {Name} and I am {Age} years old.");
    }
}

// 創建Person類的對象并調用其方法
class Program
{
    static void Main()
    {
        Person person = new Person();
        person.Name = "Alice";
        person.Age = 30;
        person.SayHello(); // 輸出: Hello, my name is Alice and I am 30 years old.
    }
}

二、封裝

封裝是面向對象編程的三大特性之一，它隱藏了對象的內部狀態和實現細節，只對外提供必要的接口。在C#中，封裝主要通過屬性、訪問修飾符和方法來實現。

public class Account
{
    private decimal balance; // 私有字段，外部不可直接訪問

    public decimal Balance // 公有屬性，提供對私有字段的安全訪問
    {
        get { return balance; }
        set { if (value >= 0) balance = value; else throw new ArgumentException("Balance cannot be negative."); }
    }

    public void Deposit(decimal amount) // 公有方法，用于存款
    {
        if (amount > 0)
        {
            balance += amount;
            Console.WriteLine($"Deposited {amount}. New balance is {balance}.");
        }
        else
        {
            throw new ArgumentException("Deposit amount must be positive.");
        }
    }
}

三、繼承

繼承是OOP中的一個核心概念，它允許一個類（子類或派生類）繼承另一個類（父類或基類）的屬性和方法。這有助于實現代碼重用和擴展性。

public class Employee
{
    public string Name { get; set; }
    public string Position { get; set; }

    public void Introduce()
    {
        Console.WriteLine($"Hi, I'm {Name} and I'm a {Position}.");
    }
}

public class Manager : Employee // Manager類繼承自Employee類
{
    public string Department { get; set; }

    public new void Introduce() // 使用new關鍵字隱藏基類中的同名方法
    {
        Console.WriteLine($"Hi, I'm {Name}, the manager of {Department}.");
    }
}

四、多態

多態是OOP的另一個重要特性，它允許同一個方法在不同對象上產生不同的行為。在C#中，多態主要通過虛方法、抽象類和接口來實現。

public class Animal
{
    public virtual void MakeSound() // 虛方法，可以在派生類中被重寫
    {
        Console.WriteLine("The animal makes a sound.");
    }
}

public class Dog : Animal
{
    public override void MakeSound() // 重寫基類的虛方法
    {
        Console.WriteLine("The dog barks.");
    }
}

public class Cat : Animal
{
    public override void MakeSound() // 重寫基類的虛方法
    {
        Console.WriteLine("The cat meows.");
    }
}

五、綜合示例

下面是一個綜合示例，展示了如何在C#中使用面向對象編程的概念：

using System;

public class Animal
{
    public virtual void MakeSound()
    {
        Console.WriteLine("The animal makes a sound.");
    }
}

public class Dog : Animal
{
    public override void MakeSound()
    {
        Console.WriteLine("The dog barks.");
    }
}

public class Cat : Animal
{
    public override void MakeSound()
    {
        Console.WriteLine("The cat meows.");
    }
}

class Program
{
    static void Main()
    {
        Animal animal1 = new Dog(); // 多態：使用Animal類型的引用來引用Dog對象
        Animal animal2 = new Cat(); // 多態：使用Animal類型的引用來引用Cat對象
        
        animal1.MakeSound(); // 輸出: The dog barks. （調用的是Dog類的MakeSound方法）
        animal2.MakeSound(); // 輸出: The cat meows. （調用的是Cat類的MakeSound方法）
    }
}

總結

C#作為一種面向對象的編程語言，通過類、對象、封裝、繼承和多態等核心概念，為開發者提供了一種高效、靈活且易于維護的編程方式。通過熟練掌握這些OOP特性，開發者能夠編寫出更加健壯、可擴展和可重用的代碼。希望本文能幫助讀者更深入地理解OOP在C#中的應用。