dotnet中类(class)与结构(struct)的异同

本文详细对比了C#中的结构与类的不同之处,包括它们的语法特性、内存分配方式、继承特性以及实例化过程等。通过这些比较,帮助读者理解何时选择使用结构,何时选择使用类。

结构与类共享几乎所有相同的语法,但结构比类受到的限制更多:
尽管结构的静态字段可以初始化,结构实例字段声明还是不能使用初始值设定项。
结构不能声明默认构造函数(没有参数的构造函数)或析构函数。
结构的副本由编译器自动创建和销毁,因此不需要使用默认构造函数和析构函数。
实际上,编译器通过为所有字段赋予默认值(参见默认值表)来实现默认构造函数。
结构不能从类或其他结构继承。
结构是值类型 -- 如果从结构创建一个对象并将该对象赋给某个变量,变量则包含结构的全部值。
复制包含结构的变量时,将复制所有数据,对新副本所做的任何修改都不会改变旧副本的数据。
由于结构不使用引用,因此结构没有标识 -- 具有相同数据的两个值类型实例是无法区分的。
C# 中的所有值类型本质上都继承自 ValueType,后者继承自 Object。
编译器可以在一个称为装箱的过程中将值类型转换为引用类型。

结构具有以下特点:
结构是值类型,而类是引用类型。
向方法传递结构时,结构是通过传值方式传递的,而不是作为引用传递的。
与类不同,结构的实例化可以不使用 new 运算符。
结构可以声明构造函数,但它们必须带参数。


一个结构不能从另一个结构或类继承,而且不能作为一个类的基。
所有结构都直接继承自 System.ValueType,后者继承自 System.Object。
结构可以实现接口。
在结构中初始化实例字段是错误的。

类与结构的差别
1. 值类型与引用类型
结构是值类型:值类型在堆栈上分配地址,所有的基类型都是结构类型
例如:int 对应System.int32 结构,string 对应 system.string 结构 ,通过使用结构可以创建更多的值类型
类是引用类型:引用类型在堆上分配地址 堆栈的执行效率要比堆的执行效率高
可是堆栈的资源有限,不适合处理大的逻辑复杂的对象。
所以结构处理作为基类型对待的小对象,而类处理某个商业逻辑
因为结构是值类型所以结构之间的赋值可以创建新的结构,而类是引用类型,类之间的赋值只是复制引用 注:
1.虽然结构与类的类型不一样,可是他们的基类型都是对象(object),c#中所有类型的基类型都是object
2.虽然结构的初始化也使用了New 操作符可是结构对象依然分配在堆栈上而不是堆上
如果不使用“新建”(new),那么在初始化所有字段之前,字段将保持未赋值状态,且对象不可用
2.继承性
结构:不能从另外一个结构或者类继承,本身也不能被继承
虽然结构没有明确的用sealed声明,可是结构是隐式的sealed .
类:完全可扩展的,除非显示的声明sealed 否则类可以继承其他类和接口,自身也能被继承
注:虽然结构不能被继承 可是结构能够继承接口,方法和类继承接口一样
例如:结构实现接口
interface IImage
{
void Paint();
}
struct Picture : IImage
{
public void Paint()
{
// painting code goes here
}
private int x, y, z; // other struct members
}

3.内部结构:
结构:
没有默认的构造函数,但是可以添加构造函数
没有析构函数
没有 abstract 和 sealed(因为不能继承)
不能有protected 修饰符
可以不使用new 初始化
在结构中初始化实例字段是错误的
类:
有默认的构造函数
有析构函数
可以使用 abstract 和 sealed
有protected 修饰符
必须使用new 初始化

如何选择结构还是类
1. 堆栈的空间有限,对于大量的逻辑的对象,创建类要比创建结构好一些
2. 结构表示如点、矩形和颜色这样的轻量对象
例如,如果声明一个含有 1000 个点对象的数组,则将为引用每个对象分配附加的内存。
在此情况下,结构的成本较低。
3. 在表现抽象和多级别的对象层次时,类是最好的选择
4. 大多数情况下该类型只是一些数据时,结构时最佳的选择

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