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C#怎么使用结构体struct C# struct与class的区别和使用方法

煙雲

煙雲

发布时间:2025-12-25 07:23:08

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来源于php中文网

原创

struct是值类型,适合轻量、不可变、需值语义的数据封装;class是引用类型,适合有行为、状态和生命周期管理的对象。

c#怎么使用结构体struct c# struct与class的区别和使用方法

结构体(struct)是C#中一种值类型,适合封装轻量级、不可变或逻辑上“像基本类型”的数据;而class是引用类型,适合建模具有行为和状态的对象。用对类型,能避免意外的性能开销和语义错误。

什么时候该用 struct

结构体适用于以下场景:

  • 数据简单、成员少(通常不超过4个字段),且主要用来“携带数据”,比如坐标点、颜色、时间间隔
  • 需要值语义——赋值时复制全部内容,而不是共享引用
  • 频繁创建/销毁(如循环内大量实例),希望减少GC压力(struct在上分配,小对象更高效)
  • 要与非托管代码交互(如P/Invoke),需满足内存布局可控(可加[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]

例如定义一个二维整数点:

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

}

struct 和 class 的核心区别

关键差异不在语法,而在运行时行为和设计意图:

  • 类型分类:struct 是值类型(继承自 System.ValueType),class 是引用类型
  • 内存分配:struct 实例默认在栈上(局部变量)或内联(作为字段嵌入类中);class 实例总在堆上,变量只存引用
  • 赋值行为:struct 赋值会逐字段复制(深拷贝语义);class 赋值只复制引用,两个变量指向同一对象
  • 默认构造函数:struct 不允许定义无参构造函数(编译器强制提供),但可定义带参构造;class 可自由定义任何构造函数
  • 继承限制:struct 不能继承其他 struct 或 class(不支持继承),但可实现接口;class 支持继承和多态
  • null 值:struct 本身不能为 null(除非是可空类型 Point?);class 引用默认为 null

使用 struct 的注意事项

结构体看似简单,但误用容易引发隐蔽问题:

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  • 避免过大:单个 struct 超过16字节时,复制开销明显,建议改用 class
  • 避免可变性陷阱:不要在 struct 中暴露 public 字段并随意修改(易导致“副本被修改却没效果”)。推荐设为 readonly 字段 + 只读属性,或用 record struct(C# 10+)自动保证不可变
  • 慎用装箱:把 struct 赋给 object 或接口类型会触发装箱(堆分配),频繁操作抵消 struct 优势
  • 构造函数里必须初始化所有字段(编译器强制),否则报错
  • 不能有析构函数(~MyStruct() 不合法),也不能继承 System.Object 以外的类

推荐写法(C# 12):

public readonly record struct Size(int Width, int Height);

既不可变,又自动有相等性、ToString 等,语义清晰,无副作用。

何时选 class 更合适

别为了“轻量”硬套 struct。以下情况请果断用 class:

  • 对象有生命周期管理需求(如需要 Dispose、事件订阅、缓存内部状态)
  • 数据成员较多,或包含引用类型字段(此时 struct 复制反而更重)
  • 需要多态、继承、虚方法或抽象行为
  • 实例可能长期存活,或被多个地方共享引用
  • 后续可能扩展为复杂类型(struct 向 class 迁移成本高,涉及所有调用处的语义变更)

例如:FileStreamStringBuilderHttpClient 全是 class —— 它们不是“数据包”,而是有行为、状态和资源的实体。

基本上就这些。struct 不是 class 的简化版,而是不同语义的工具。用对了,代码更高效、更安全;用错了,bug 很难排查。记住:优先考虑“它在业务中代表什么”,再决定它是值还是引用。

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