第8天：類別與物件

課程簡介

今天，我們將深入探討「類別」和「物件」這兩個核心概念。在物件導向程式設計（OOP）中，類別是建構物件的藍圖，定義了物件的屬性（特徵）和方法（行為）。物件則是類別的具體實例，是程式中可操作的實體。透過這堂課程，您將學習如何定義類別和建立物件，並瞭解如何利用這些概念來構建程式。

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學習目標

• 瞭解類別與物件的概念
• 學會定義類別並建立物件
• 瞭解屬性與方法的應用
• 學習如何使用建構函數來初始化物件

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課程內容

1. 類別的基本概念

類別（Class）是物件的模板或藍圖，定義了物件的屬性和方法。在 C# 中，我們使用 class 關鍵字來定義類別，並在類別中設定屬性和方法。例如，可以定義一個 Car 類別，包含屬性（如顏色和速度）和方法（如加速和煞車）。

public class Car
{
    public string Color;
    public int Speed;

    public void Drive()
    {
        Console.WriteLine("The car is driving.");
    }
}

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2. 物件的基本概念

物件（Object）是從類別生成的具體實例，是類別的具象化。物件透過 new 關鍵字來創建，並存取類別中定義的屬性和方法。例如：

Car myCar = new Car();
myCar.Color = "Red";
myCar.Speed = 120;
myCar.Drive();

在此範例中，myCar 是 Car 類別的一個物件實例，可以透過此物件存取 Car 類別中的屬性 Color 和方法 Drive。

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3. 屬性與方法

類別包含兩種成員：屬性（Properties）和 方法（Methods）。

屬性

屬性用於描述物件的特徵，通常用於儲存物件的資料。例如：

public class Car
{
    public string Color;
    public int Speed;
}

在此範例中，Color 和 Speed 是 Car 類別的屬性。

方法

方法用於定義物件的行為，是物件執行的動作。例如：

public void Drive()
{
    Console.WriteLine("The car is driving.");
}

在此範例中，Drive 方法定義了 Car 類別的行為，當呼叫此方法時，車輛開始行駛。

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4. 使用建構函數初始化物件

建構函數是一種特殊的成員方法，在創建物件時自動呼叫，用於初始化物件的屬性。建構函數的名稱與類別名稱相同，且不包含回傳類型。

預設建構函數

若未定義建構函數，C# 會自動提供一個預設建構函數。

自訂建構函數

可以透過自訂建構函數來指定初始值：

public class Car
{
    public string Color;
    public int Speed;

    // 自訂建構函數
    public Car(string color, int speed)
    {
        Color = color;
        Speed = speed;
    }

    public void Drive()
    {
        Console.WriteLine("The " + Color + " car is driving at " + Speed + " km/h.");
    }
}

// 使用建構函數初始化物件
Car myCar = new Car("Blue", 100);
myCar.Drive();

此範例中的建構函數 Car(string color, int speed) 用於創建物件時初始化 Color 和 Speed 屬性。

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5. 存取修飾詞

在 C# 中，存取修飾詞用於控制類別成員（屬性和方法）的可見性。常用的修飾詞包括：

• public：公開成員，類別內外皆可存取。
• private：私有成員，僅限於類別內部存取。
• protected：受保護成員，可由同一類別或繼承的子類別存取。

範例：

public class Car
{
    public string Color;   // 公開屬性
    private int Speed;     // 私有屬性

    public Car(string color, int speed)
    {
        Color = color;
        Speed = speed;
    }

    public void DisplaySpeed()
    {
        Console.WriteLine("The speed of the car is " + Speed + " km/h.");
    }
}

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實作練習

1. 創建類別並建立物件
   • 在 Program.cs 檔案中新增以下程式碼：

     using System;
     
     class Program
     {
         static void Main(string[] args)
         {
             Car myCar = new Car("Green", 80);
             myCar.DisplaySpeed();
         }
     }
     
     public class Car
     {
         public string Color;
         private int Speed;
     
         public Car(string color, int speed)
         {
             Color = color;
             Speed = speed;
         }
     
         public void Drive()
         {
             Console.WriteLine("The " + Color + " car is driving.");
         }
     
         public void DisplaySpeed()
         {
             Console.WriteLine("The speed of the car is " + Speed + " km/h.");
         }
     }
     

2. 執行程式
   • 使用以下指令來執行程式並觀察輸出：

     dotnet run
     

   • 查看輸出，確認 myCar 物件的 DisplaySpeed 方法的輸出是否符合預期。

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教學重點

• 了解類別和物件的基本概念。
• 建立並初始化物件。
• 使用屬性和方法來操作物件。
• 瞭解建構函數的作用及其應用。

在下一節中，我們將進一步學習類別的進階功能，如屬性設定方法（get 和 set）、靜態成員（Static Members）等。