C# 结构体（Struct）

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介绍

在C#中，结构体（Struct）是一种值类型数据结构，它可以封装不同类型的数据和方法。结构体通常用于表示轻量级的对象，比如坐标点、颜色值、矩形大小等。由于结构体是值类型，当它们被赋值或传递给方法时，会进行值的复制。

定义结构体

要定义一个结构体，你需要使用 struct 关键字，后面跟上结构体的名称和结构体的成员定义。下面是一个简单的结构体定义的例子：

public struct Point
{
    public int X;
    public int Y;

    public Point(int x, int y)
    {
        X = x;
        Y = y;
    }

    public void Move(int dx, int dy)
    {
        X += dx;
        Y += dy;
    }
}

结构体特点

• 值类型：结构体是值类型，所以它们在赋值或作为方法参数传递时，都会创建一个新的副本。
• 堆栈分配：结构体通常在栈上分配内存，这意味着它们的分配和回收通常比引用类型（如类）更快。
• 不支持继承：结构体不能继承其他的结构体或类，并且所有的结构体都隐式继承自 System.ValueType，它本身又继承自 System.Object。
• 可以实现接口：尽管结构体不能继承其他结构体或类，但它们可以实现接口。
• 成员：结构体可以包含字段、属性、方法、构造函数、索引器、事件和嵌套类型。但是，结构体不能包含无参的构造函数或者析构函数。

使用结构体

你可以像使用简单类型一样使用结构体：

var p1 = new Point(0, 0);
var p2 = p1; // 创建 p1 的一个副本
p2.Move(2, 3);
Console.WriteLine(p1.X); // 输出 0
Console.WriteLine(p2.X); // 输出 2

在这个例子中，p2 是 p1 的一个副本，所以对 p2 的修改不会影响 p1。

结构体和类的对比

• 存储位置：结构体是值类型，存储在栈上，而类是引用类型，存储在堆上。
• 性能：结构体可以提供比类更好的性能，特别是当它们用于表示小型数据模型时。
• 复制行为：结构体的复制是值复制，类的复制是引用复制。
• 继承：类支持继承，结构体不支持。

何时使用结构体

尽管结构体在某些情况下性能更优，但并不意味着应该总是使用结构体。以下是使用结构体的一些指导原则：

• 表示的数据量较小。
• 期望的复制行为是值复制，而不是引用复制。
• 不需要利用继承。
• 实例不会频繁地被装箱和拆箱（转换为引用类型和回到值类型，这个过程可能会影响性能）。