# C零基础入门篇(10.结构体（Struct）详细说明)

## 一、结构体概述

结构体（Struct）是C#中的一种值类型（Value Type），用于封装一组相关的数据。它类似于类（Class），但具有以下特点：

1. **值类型**：结构体是值类型，存储在栈内存中。当创建结构体实例时，会直接分配内存空间。与类（引用类型）不同，结构体的赋值会创建数据的副本，而不是引用。
2. **轻量级**：结构体通常用于表示简单的数据结构，例如坐标点、日期等，适合存储少量数据。
3. **默认构造函数**：结构体不能显式定义无参构造函数，但会自动提供一个无参构造函数，将所有字段初始化为默认值。
4. **性能优势**：由于结构体是值类型，对于小数据结构，使用结构体可以减少内存分配和垃圾回收的开销。

## 二、定义结构体

结构体的定义使用`struct`关键字，语法如下：

```
public struct StructName
{
    // 字段
    public int Field1;
    public string Field2;

    // 属性
    public int Property1
    {
        get { return Field1; }
        set { Field1 = value; }
    }

    // 方法
    public void Method1()
    {
        Console.WriteLine("This is a method in the struct.");
    }

    // 构造函数
    public StructName(int field1, string field2)
    {
        Field1 = field1;
        Field2 = field2;
    }
}
```

### 1. 字段和属性

- **字段**：用于存储数据，可以是公共的或私有的。
- **属性**：提供对字段的封装，允许对字段进行读写操作，同时可以在设置值时进行验证。

### 2. 方法

结构体可以包含方法，用于实现与结构体相关的操作。

### 3. 构造函数

- 结构体可以定义带参数的构造函数，但不能定义无参构造函数。
- 默认情况下，结构体的所有字段会被初始化为默认值（例如，数值类型为0，引用类型为`null`）。

## 三、结构体的使用

### 1. 创建实例

结构体实例可以通过构造函数或直接赋值创建：

```csharp
StructName example1 = new StructName(10, "Hello");
StructName example2 = new StructName { Field1 = 20, Field2 = "World" };
```

### 2. 赋值和拷贝

结构体是值类型，赋值时会创建数据的副本：

```
StructName example1 = new StructName(10, "Hello");
StructName example2 = example1; // example2 是 example1 的副本
example2.Field1 = 30; // 修改 example2 不会影响 example1
```

### 3. 方法调用

可以通过实例调用结构体中的方法：

```
example1.Method1(); // 输出：This is a method in the struct.
```

## 四、结构体与类的区别

| 特性         | 结构体（Struct）                     | 类（Class）                        |
| :----------- | :----------------------------------- | :--------------------------------- |
| 类型         | 值类型                               | 引用类型                           |
| 存储位置     | 栈内存                               | 堆内存                             |
| 赋值行为     | 拷贝数据                             | 拷贝引用                           |
| 默认构造函数 | 自动提供无参构造函数（不可显式定义） | 可以显式定义无参构造函数           |
| 继承         | 不能继承其他结构体，但可以实现接口   | 可以继承其他类，也可以实现接口     |
| 性能         | 适合小数据结构，减少内存开销         | 适合复杂数据结构，支持面向对象特性 |

## 五、结构体的最佳实践

1. **使用场景**：结构体适合表示轻量级、不可变的数据结构，例如坐标点、日期等。
2. **不可变性**：尽量使结构体不可变，即在构造函数中初始化字段后，不再修改字段值。
3. **性能优化**：对于小数据结构，使用结构体可以减少内存分配和垃圾回收的开销。
4. **实现接口**：结构体可以实现接口，用于提供通用的行为。

## 六、示例代码

以下是一个完整的结构体示例，表示一个二维坐标点：

```
public struct Point
{
    public int X { get; }
    public int Y { get; }

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

    public override string ToString()
    {
        return $"({X}, {Y})";
    }
}

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Point point1 = new Point(10, 20);
        Console.WriteLine(point1.ToString()); // 输出：(10, 20)

        Point point2 = point1;
        Console.WriteLine(point2.ToString()); // 输出：(10, 20)
    }
}
```