C#入門-Day7：函數

函數的基本結構

在 C# 中，函數（方法）的定義由以下部分組成：訪問修飾符、返回類型、方法名稱、參數列表和方法體。以下是函數定義的基本結構和一些示例：

基本結構

[訪問修飾符] [返回類型] [方法名稱]([參數列表])
{
    // 方法體
}

訪問修飾符

訪問修飾符指定方法的可見性或訪問級別。常見的訪問修飾符有：

• public：方法對所有人可見。
• private：方法僅對包含它的類可見。
• protected：方法對包含它的類及其派生類可見。
• internal：方法僅對同一程序集內的代碼可見。
• protected internal：方法對同一程序集內的代碼和任何派生類可見。
• private protected：方法僅對包含它的類及同一程序集內的派生類可見。

函數的呼叫

在 C# 中，函數（方法）的呼叫可以根據具體需求和上下文通過多種方式進行。以下是一些常見的方法呼叫方式：

直接呼叫

• 在同一類中呼叫：在同一類內部，直接使用方法名稱來呼叫方法。

  class MyClass
  {
      void PrintHello()
      {
          Console.WriteLine("Hello, world!");
      }
  
      void CallMethod()
      {
          PrintHello();  // 直接呼叫
      }
  }
  
  

• 在另一個類中呼叫：使用類的實例來呼叫方法。

  class MyClass
  {
      public void PrintHello()
      {
          Console.WriteLine("Hello, world!");
      }
  }
  
  class Program
  {
      static void Main(string[] args)
      {
          MyClass myClass = new MyClass();
          myClass.PrintHello();  // 使用實例呼叫
      }
  }
  
  

靜態方法呼叫

• 在同一類中呼叫：在同一類內部，直接使用方法名稱來呼叫靜態方法。

  class MyClass
  {
      static void PrintHello()
      {
          Console.WriteLine("Hello, world!");
      }
  
      static void CallMethod()
      {
          PrintHello();  // 直接呼叫靜態方法
      }
  }
  
  

• 在另一個類中呼叫：使用類名來呼叫靜態方法。

  class MyClass
  {
      public static void PrintHello()
      {
          Console.WriteLine("Hello, world!");
      }
  }
  
  class Program
  {
      static void Main(string[] args)
      {
          MyClass.PrintHello();  // 使用類名呼叫靜態方法
      }
  }
  
  

使用參數呼叫

呼叫方法時，傳遞參數以匹配方法定義。

class Calculator
{
    public int Add(int a, int b)
    {
        return a + b;
    }
}

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Calculator calculator = new Calculator();
        int result = calculator.Add(3, 4);  // 使用參數呼叫
        Console.WriteLine(result);  // Output: 7
    }
}

使用 ref 和 out 參數呼叫

使用 ref 或 out 關鍵字來傳遞參數。

class Modifier
{
    public void DoubleValue(ref int number)
    {
        number *= 2;
    }

    public void InitializeOut(out int number)
    {
        number = 10;
    }
}

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Modifier modifier = new Modifier();

        int a = 5;
        modifier.DoubleValue(ref a);  // 使用 ref 參數呼叫
        Console.WriteLine(a);  // Output: 10

        int b;
        modifier.InitializeOut(out b);  // 使用 out 參數呼叫
        Console.WriteLine(b);  // Output: 10
    }
}

使用可選參數和具名參數呼叫

呼叫方法時，可以省略可選參數或指定參數名稱。

class Greeter
{
    public void Greet(string name, string greeting = "Hello")
    {
        Console.WriteLine($"{greeting}, {name}!");
    }
}

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Greeter greeter = new Greeter();
        greeter.Greet("Alice");  // 使用可選參數呼叫
        greeter.Greet(name: "Bob", greeting: "Hi");  // 使用具名參數呼叫
    }
}

使用異步方法呼叫

呼叫異步方法，使用 await 關鍵字。

class AsyncExample
{
    public async Task<int> GetNumberAsync()
    {
        await Task.Delay(1000);
        return 42;
    }
}

class Program
{
    static async Task Main(string[] args)
    {
        AsyncExample example = new AsyncExample();
        int result = await example.GetNumberAsync();  // 使用 await 呼叫異步方法
        Console.WriteLine(result);  // Output: 42
    }
}

委派和事件

使用委派和事件來呼叫方法。

class Program
{
    public delegate void PrintDelegate(string message);

    public static void PrintMessage(string message)
    {
        Console.WriteLine(message);
    }

    static void Main(string[] args)
    {
        PrintDelegate del = PrintMessage;  // 使用委派呼叫
        del("Hello, delegate!");

        // 使用匿名方法或 Lambda 表達式
        PrintDelegate del2 = (msg) => Console.WriteLine(msg);
        del2("Hello, Lambda!");
    }
}

這些是 C# 中方法呼叫的主要方式。每種方式都可以根據具體情況選擇使用，以達到最佳效果。

函數的參數

向函數傳遞參數

值傳遞（Pass by Value）

預設的傳遞方式，函數接收參數的副本，修改不會影響原始變數。

void ModifyValue(int x)
{
    x = 10;
}

int a = 5;
ModifyValue(a);
Console.WriteLine(a);  // Output: 5

引用傳遞（Pass by Reference）

使用 ref 關鍵字，函數接收變數的引用，修改會影響原始變數。

void ModifyRef(ref int x)
{
    x = 10;
}

int a = 5;
ModifyRef(ref a);
Console.WriteLine(a);  // Output: 10

輸出參數（Out Parameter）

使用 out 關鍵字，參數不需要初始化，函數內必須賦值。

void InitializeOut(out int x)
{
    x = 10;
}

int a;
InitializeOut(out a);
Console.WriteLine(a);  // Output: 10

參數陣列（Parameter Array）

使用 params 關鍵字，可以傳遞可變數量的參數。

void PrintParams(params int[] numbers)
{
    foreach (var number in numbers)
    {
        Console.WriteLine(number);
    }
}

PrintParams(1, 2, 3, 4);  // Output: 1 2 3 4

具名參數（Named Parameters）

調用函數時指定參數名稱，可以不按順序傳遞。

void PrintDetails(string name, int age)
{
    Console.WriteLine($"Name: {name}, Age: {age}");
}

PrintDetails(age: 30, name: "John");  // Output: Name: John, Age: 30

可選參數（Optional Parameters）

在函數定義時給參數提供預設值，調用時可以省略。

void Greet(string name, string greeting = "Hello")
{
    Console.WriteLine($"{greeting}, {name}!");
}

Greet("Alice");              // Output: Hello, Alice!
Greet("Bob", "Good morning");  // Output: Good morning, Bob!

函數的返回值

在 C# 中，函數的返回值有多種形式和變化，根據需求的不同，可以選擇適合的返回值類型。以下是一些常見的返回值類型及其變化形式：

基本類型（Primitive Types）

函數可以返回基本數據類型，如 int, float, double, bool, char, string 等。

int Add(int a, int b)
{
    return a + b;
}

複合類型（Complex Types）

函數可以返回類、結構或其他複合數據類型。

class Person
{
    public string Name { get; set; }
    public int Age { get; set; }
}

Person GetPerson()
{
    return new Person { Name = "Alice", Age = 30 };
}

集合類型（Collections）

函數可以返回集合類型，如陣列（Array）、列表（List<T>）、字典（Dictionary<TKey, TValue>）等。

List<int> GetNumbers()
{
    return new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5 };
}

Nullable 類型（Nullable Types）

函數可以返回可空類型（Nullable<T>），特別是當需要表示數值類型的可空性時。

int? GetNullableInt()
{
    return null; // Or return some integer value
}

元組（Tuples）

函數可以返回元組，以返回多個值而不需要定義新的類或結構。

(int, string) GetTuple()
{
    return (1, "Hello");
}

var result = GetTuple();
Console.WriteLine(result.Item1);  // Output: 1
Console.WriteLine(result.Item2);  // Output: Hello

異常（Exceptions）

通過拋出異常來表示函數的錯誤狀態，這不是傳統意義上的返回值，但也是函數行為的一部分。

void DoSomething()
{
    throw new InvalidOperationException("An error occurred");
}

Task 和 Task<TResult>（異步方法）

當函數是異步方法時，可以返回 Task 或 Task<TResult> 來表示異步操作。

async Task<int> GetNumberAsync()
{
    await Task.Delay(1000);
    return 42;
}

Void

函數不返回任何值時使用 void。

void PrintMessage(string message)
{
    Console.WriteLine(message);
}

這些變化使 C# 的函數返回值能夠靈活應對不同的需求，從簡單的數值返回到複雜的異步操作，都可以通過合適的返回值類型來實現。