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浅析C# 结构体struct

  • 时间:2020-10-24 16:06:57
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  • 结构体

    有时候我们仅需要一个小的数据结构,类提供的功能多于我们需要的功能;考虑到性能原因,最好使用结构体。

    结构体是值类型,存储在栈中或存储为内联(如果结构体是存储在堆中的另一个对象的一部分)。

    例如类class:

    public class Dimensions
    {
      public Dimensions(double length, double width)
      {
        Length = length;
        Width = width;
      }
      public double Length { get; set; }
      public double Width { get; set; }
    }

    可以使用结构体struct替换:

    public struct Dimensions
    {
      public Dimensions(double length, double width)
      {
        Length = length;
        Width = width;
      }
      public double Length { get; set; }
      public double Width { get; set; }
    }

    也可以为结构体struct创建函数,和给类创建函数完全相同:

    public struct Dimensions
    {
      public Dimensions(double length, double width)
      {
        Length = length;
        Width = width;
      }
      public double Length { get; set; }
      public double Width { get; set; }
      public double Diagonal => Math.Sqrt(Length * Length + Width * Width);
    }

    结构体初始化

    结构体是值类型,但在使用时的语法和类基本一模一样。例如对于上面定义的类或结构体,均可使用代码:

    Dimensions point = new Dimensions(3, 6);

    注重:

    因为结构体是值类型,所以new运算符与类和其他引用类型的工作方式不同。

    用于结构体struct的new运算符并不分配堆中的内存,而是只调用相应的构造函数,根据传送给它的参数,初始化所有字段。

    对于结构,变量声明实际上是韦整个结构在栈中分配空间。例如用如下语法(如果是类的话,就会编译错误):

    Dimensions point; //直接省略new
    point.Length = 3;
    point.Width = 6;

    结构体遵循其他数据类型都遵守的规则:在使用前所有元素都必须进行初始化。

    结构体的初始化技巧:

    • 使用new运算符

    • 给所有的字段直接赋值

    结构体性能影响

    • 为结构体分配内存时,速度非常快,因为它们将内联或者保存在栈中。结构体超出作用域被删除时,速度也很快,不需要等待垃圾收集。

    • 如果把结构体作为参数来传递,或者把一个结构体赋值给另一个结构体,结构体的所有内容就会被复制;这样就会有性能损失。这也是为什么结构体主要用于小的数据结构。

    • 把结构体作为参数传递给技巧时,应该把它作为ref参数传递 - 此时只传递了结构体在内存中地址。

    只读结构体

    C#7.2开始,readonly修饰符可以应用于结构体struct,因此编译器确保结构体的不变性。

    public readonly struct Dimensions
    {
      public Dimensions(double length, double width)
      {
        Length = length;
        Width = width;
      }
      public double Length { get; }
      public double Width { get; }
      public double Diagonal => Math.Sqrt(Length * Length + Width * Width);
    }

    对于readonly修饰符,如果在创建对象后类型更改了字段或属性,编译器就会报错。

    使用readonly编译器可以生成完善的代码,使其在传递结构体时不会复制结构体的内容;

    相反,编译器使用引用,因为它永远不会改变。

    注重:上面readonly结构体的属性是只读的,只有get;如果有set的话,编译会报错:

    error CS8341: Auto-implemented instance properties in readonly structs must be readonly.

    结构体和类 - 值类型和引用类型

    using System;
      
    namespace value_reference
    {
      
      public struct A
      {
        public int x { get; set; }
      }
      
      public class B
      {
        public int x { get; set; }
      }
      
      class Program
      {
        public static void UpdateStructValue(A a)
        {
          a.x = 10;
        }
      
        public static void UpdateObjectValue(B b)
        {
          b.x = 10;
        }
      
        static void Main(string[] args)
        {
          var a = new A { x = 1 };
          var b = new B { x = 1 };
      
          UpdateStructValue(a);
          UpdateObjectValue(b);
      
          Console.WriteLine($"a.x -> {a.x}");
          Console.WriteLine($"b.x -> {b.x}");
        }
      }
    }

    输出结果:

    $ dotnet run
    a.x -> 1
    b.x -> 10

    以上就是浅析C# 结构体struct 的具体内容


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