.NET中的结构和类有什么区别？
当前回答
基元值类型或结构类型的每个变量或字段都持有该类型的唯一实例，包括其所有字段（公共和私有）。相比之下，引用类型的变量或字段可能为空，或者可能引用存储在其他位置的对象，其他引用也可能存在。结构的字段将存储在与该结构类型的变量或字段相同的位置，该变量或字段可能位于堆栈上，也可能是另一个堆对象的一部分。
创建原始值类型的变量或字段将使用默认值创建它；创建结构类型的变量或字段将创建一个新实例，以默认方式创建其中的所有字段。创建引用类型的新实例将首先以默认方式创建其中的所有字段，然后根据类型运行可选的附加代码。
将一个基本类型的变量或字段复制到另一个将复制值。将结构类型的一个变量或字段复制到另一个变量将前一个实例的所有字段（公共和私有）复制到后一个实例。将一个引用类型的变量或字段复制到另一个将导致后者引用与前者相同的实例（如果有的话）。
需要注意的是，在某些语言（如C++）中，类型的语义行为与它的存储方式无关，但在.NET中则不是这样。如果一个类型实现了可变值语义，则将该类型的一个变量复制到另一个变量会将第一个实例的财产复制到第二个实例所引用的另一个实例，并且使用第二个实例的成员来变异它将导致第二个例子被改变，而不是第一个。如果一个类型实现了可变的引用语义，那么将一个变量复制到另一个变量并使用第二个变量的成员来变异对象将影响第一个变量所引用的对象；具有不可变语义的类型不允许变异，因此复制是创建新实例还是创建对第一个实例的另一个引用在语义上无关紧要。
在.NET中，值类型可以实现上述任何语义，前提是它们的所有字段都可以这样做。然而，引用类型只能实现可变引用语义或不可变语义；具有可变引用类型字段的值类型限于实现可变引用语义或奇怪的混合语义。
其他回答
在.NET中，有两类类型，引用类型和值类型。
结构是值类型，类是引用类型。
一般的区别是，引用类型存在于堆中，值类型存在于内联中，也就是说，在定义变量或字段的任何位置。
包含值类型的变量包含整个值类型值。对于结构，这意味着变量包含整个结构及其所有字段。
包含引用类型的变量包含指针，或对内存中实际值所在位置的引用。
首先，这有一个好处：
值类型始终包含值引用类型可以包含空引用，这意味着它们此刻根本不引用任何内容
在内部，引用类型被实现为指针，并且知道变量赋值是如何工作的，还有其他行为模式：
将值类型变量的内容复制到另一个变量中，将整个内容复制到新变量中，使这两个变量不同。换句话说，复制后，对其中一个的更改不会影响另一个将一个引用类型变量的内容复制到另一个变量中，就会复制引用，这意味着现在有两个引用指向实际数据的同一个存储位置。换句话说，在复制之后，更改一个引用中的数据似乎也会影响另一个引用，但这只是因为您实际上只是在两个地方查看相同的数据
当您声明变量或字段时，以下是两种类型的区别：
变量：值类型位于堆栈上，引用类型位于堆栈中，作为指向堆内存中实际内存所在位置的指针（请注意EricLipperts系列文章：堆栈是一个实现细节）类/结构字段：值类型完全位于类型内部，引用类型位于类型内部作为指向堆内存中实际内存所在位置的指针。
有一个有趣的“类vs结构”难题案例——当您需要从方法返回几个结果时：选择要使用的结果。如果你知道ValueTuple的故事，你就知道添加ValueTuple（结构）是因为它应该比Tuple（类）更有效。但这在数字上意味着什么？两个测试：一个是具有2个字段的结构/类，另一个是有8个字段的类型/类（维度大于4-从处理器节拍的角度来看，类应该比结构更有效，但当然也应该考虑GC负载）。
P.S.另一个特定案例“stuct or class with collections”的基准是：https://stackoverflow.com/a/45276657/506147
BenchmarkDotNet=v0.10.10, OS=Windows 10 Redstone 2 [1703, Creators Update] (10.0.15063.726)
Processor=Intel Core i5-2500K CPU 3.30GHz (Sandy Bridge), ProcessorCount=4
Frequency=3233540 Hz, Resolution=309.2586 ns, Timer=TSC
.NET Core SDK=2.0.3
[Host] : .NET Core 2.0.3 (Framework 4.6.25815.02), 64bit RyuJIT
Clr : .NET Framework 4.7 (CLR 4.0.30319.42000), 64bit RyuJIT-v4.7.2115.0
Core : .NET Core 2.0.3 (Framework 4.6.25815.02), 64bit RyuJIT
Method | Job | Runtime | Mean | Error | StdDev | Min | Max | Median | Rank | Gen 0 | Allocated |
------------------ |----- |-------- |---------:|----------:|----------:|---------:|---------:|---------:|-----:|-------:|----------:|
TestStructReturn | Clr | Clr | 17.57 ns | 0.1960 ns | 0.1834 ns | 17.25 ns | 17.89 ns | 17.55 ns | 4 | 0.0127 | 40 B |
TestClassReturn | Clr | Clr | 21.93 ns | 0.4554 ns | 0.5244 ns | 21.17 ns | 23.26 ns | 21.86 ns | 5 | 0.0229 | 72 B |
TestStructReturn8 | Clr | Clr | 38.99 ns | 0.8302 ns | 1.4097 ns | 37.36 ns | 42.35 ns | 38.50 ns | 8 | 0.0127 | 40 B |
TestClassReturn8 | Clr | Clr | 23.69 ns | 0.5373 ns | 0.6987 ns | 22.70 ns | 25.24 ns | 23.37 ns | 6 | 0.0305 | 96 B |
TestStructReturn | Core | Core | 12.28 ns | 0.1882 ns | 0.1760 ns | 11.92 ns | 12.57 ns | 12.30 ns | 1 | 0.0127 | 40 B |
TestClassReturn | Core | Core | 15.33 ns | 0.4343 ns | 0.4063 ns | 14.83 ns | 16.44 ns | 15.31 ns | 2 | 0.0229 | 72 B |
TestStructReturn8 | Core | Core | 34.11 ns | 0.7089 ns | 1.4954 ns | 31.52 ns | 36.81 ns | 34.03 ns | 7 | 0.0127 | 40 B |
TestClassReturn8 | Core | Core | 17.04 ns | 0.2299 ns | 0.2150 ns | 16.68 ns | 17.41 ns | 16.98 ns | 3 | 0.0305 | 96 B |
代码测试：
using System;
using System.Text;
using System.Collections.Generic;
using BenchmarkDotNet.Attributes;
using BenchmarkDotNet.Attributes.Columns;
using BenchmarkDotNet.Attributes.Exporters;
using BenchmarkDotNet.Attributes.Jobs;
using DashboardCode.Routines.Json;
namespace Benchmark
{
//[Config(typeof(MyManualConfig))]
[RankColumn, MinColumn, MaxColumn, StdDevColumn, MedianColumn]
[ClrJob, CoreJob]
[HtmlExporter, MarkdownExporter]
[MemoryDiagnoser]
public class BenchmarkStructOrClass
{
static TestStruct testStruct = new TestStruct();
static TestClass testClass = new TestClass();
static TestStruct8 testStruct8 = new TestStruct8();
static TestClass8 testClass8 = new TestClass8();
[Benchmark]
public void TestStructReturn()
{
testStruct.TestMethod();
}
[Benchmark]
public void TestClassReturn()
{
testClass.TestMethod();
}
[Benchmark]
public void TestStructReturn8()
{
testStruct8.TestMethod();
}
[Benchmark]
public void TestClassReturn8()
{
testClass8.TestMethod();
}
public class TestStruct
{
public int Number = 5;
public struct StructType<T>
{
public T Instance;
public List<string> List;
}
public int TestMethod()
{
var s = Method1(1);
return s.Instance;
}
private StructType<int> Method1(int i)
{
return Method2(++i);
}
private StructType<int> Method2(int i)
{
return Method3(++i);
}
private StructType<int> Method3(int i)
{
return Method4(++i);
}
private StructType<int> Method4(int i)
{
var x = new StructType<int>();
x.List = new List<string>();
x.Instance = ++i;
return x;
}
}
public class TestClass
{
public int Number = 5;
public class ClassType<T>
{
public T Instance;
public List<string> List;
}
public int TestMethod()
{
var s = Method1(1);
return s.Instance;
}
private ClassType<int> Method1(int i)
{
return Method2(++i);
}
private ClassType<int> Method2(int i)
{
return Method3(++i);
}
private ClassType<int> Method3(int i)
{
return Method4(++i);
}
private ClassType<int> Method4(int i)
{
var x = new ClassType<int>();
x.List = new List<string>();
x.Instance = ++i;
return x;
}
}
public class TestStruct8
{
public int Number = 5;
public struct StructType<T>
{
public T Instance1;
public T Instance2;
public T Instance3;
public T Instance4;
public T Instance5;
public T Instance6;
public T Instance7;
public List<string> List;
}
public int TestMethod()
{
var s = Method1(1);
return s.Instance1;
}
private StructType<int> Method1(int i)
{
return Method2(++i);
}
private StructType<int> Method2(int i)
{
return Method3(++i);
}
private StructType<int> Method3(int i)
{
return Method4(++i);
}
private StructType<int> Method4(int i)
{
var x = new StructType<int>();
x.List = new List<string>();
x.Instance1 = ++i;
return x;
}
}
public class TestClass8
{
public int Number = 5;
public class ClassType<T>
{
public T Instance1;
public T Instance2;
public T Instance3;
public T Instance4;
public T Instance5;
public T Instance6;
public T Instance7;
public List<string> List;
}
public int TestMethod()
{
var s = Method1(1);
return s.Instance1;
}
private ClassType<int> Method1(int i)
{
return Method2(++i);
}
private ClassType<int> Method2(int i)
{
return Method3(++i);
}
private ClassType<int> Method3(int i)
{
return Method4(++i);
}
private ClassType<int> Method4(int i)
{
var x = new ClassType<int>();
x.List = new List<string>();
x.Instance1 = ++i;
return x;
}
}
}
}
除了其他答案之外，还有一个基本的区别值得注意，那就是数据如何存储在数组中，因为这会对性能产生重大影响。
对于结构，数组包含结构的实例对于类，数组包含指向内存中其他位置的类实例的指针
因此，内存中的结构数组如下所示
[结构][结构]〔结构〕〔结构〕
而类数组看起来像这样
指针
对于一个类数组，您感兴趣的值不会存储在数组中，而是存储在内存的其他位置。
对于绝大多数应用程序来说，这种差异并不重要，但是，在高性能代码中，这将影响内存中数据的位置，并对CPU缓存的性能产生很大影响。在可以/应该使用结构的情况下使用类将大大增加CPU上的缓存未命中数。
现代CPU做的最慢的事情不是处理数字，而是从内存中提取数据，一级缓存命中速度比从RAM读取数据快很多倍。
下面是一些可以测试的代码。在我的机器上，遍历类数组所需的时间大约是结构数组的3倍。
private struct PerformanceStruct
{
public int i1;
public int i2;
}
private class PerformanceClass
{
public int i1;
public int i2;
}
private static void DoTest()
{
var structArray = new PerformanceStruct[100000000];
var classArray = new PerformanceClass[structArray.Length];
for (var i = 0; i < structArray.Length; i++)
{
structArray[i] = new PerformanceStruct();
classArray[i] = new PerformanceClass();
}
long total = 0;
var sw = new Stopwatch();
sw.Start();
for (var loops = 0; loops < 100; loops++)
for (var i = 0; i < structArray.Length; i++)
{
total += structArray[i].i1 + structArray[i].i2;
}
sw.Stop();
Console.WriteLine($"Struct Time: {sw.ElapsedMilliseconds}");
sw = new Stopwatch();
sw.Start();
for (var loops = 0; loops < 100; loops++)
for (var i = 0; i < classArray.Length; i++)
{
total += classArray[i].i1 + classArray[i].i2;
}
Console.WriteLine($"Class Time: {sw.ElapsedMilliseconds}");
}
除了访问说明符的基本区别，以及上面提到的几个区别之外，我还想添加一些主要区别，包括上面提到的一些区别，以及带有输出的代码示例，这将提供对引用和值的更清晰的了解
结构：
是值类型，不需要堆分配。内存分配不同，存储在堆栈中适用于小型数据结构影响性能，当我们将值传递给方法时，我们会传递整个数据结构，所有数据都传递给堆栈。构造函数只返回结构值本身（通常在堆栈上的临时位置），然后根据需要复制该值每个变量都有自己的数据副本，其中一个变量的操作不可能影响另一个变量。不支持用户指定的继承，它们隐式继承自类型对象
类别：
参考类型值存储在堆中存储对动态分配对象的引用构造函数是用new运算符调用的，但它不会在堆上分配内存多个变量可以引用同一对象对一个变量的操作可能会影响另一个变量引用的对象
代码示例
static void Main(string[] args)
{
//Struct
myStruct objStruct = new myStruct();
objStruct.x = 10;
Console.WriteLine("Initial value of Struct Object is: " + objStruct.x);
Console.WriteLine();
methodStruct(objStruct);
Console.WriteLine();
Console.WriteLine("After Method call value of Struct Object is: " + objStruct.x);
Console.WriteLine();
//Class
myClass objClass = new myClass(10);
Console.WriteLine("Initial value of Class Object is: " + objClass.x);
Console.WriteLine();
methodClass(objClass);
Console.WriteLine();
Console.WriteLine("After Method call value of Class Object is: " + objClass.x);
Console.Read();
}
static void methodStruct(myStruct newStruct)
{
newStruct.x = 20;
Console.WriteLine("Inside Struct Method");
Console.WriteLine("Inside Method value of Struct Object is: " + newStruct.x);
}
static void methodClass(myClass newClass)
{
newClass.x = 20;
Console.WriteLine("Inside Class Method");
Console.WriteLine("Inside Method value of Class Object is: " + newClass.x);
}
public struct myStruct
{
public int x;
public myStruct(int xCons)
{
this.x = xCons;
}
}
public class myClass
{
public int x;
public myClass(int xCons)
{
this.x = xCons;
}
}
输出
Struct Object的初始值为：10
内部结构方法Struct对象的内部方法值为：20
结构对象的方法调用值为：10
类对象的初始值为：10
内部类方法类对象的内部方法值为：20
类对象的方法调用值为：20
在这里，您可以清楚地看到按值调用和按引用调用之间的区别。
我♥ 可视化，在这里我创建了一个来展示结构和类之间的基本区别。
以及文本表示，以防万一；）
+--------------------------------------------------+------+----------------------------------------------+
| Struct | | Class |
+--------------------------------------------------+------+----------------------------------------------+
| - 1 per Thread. | | - 1 per application. |
| | | |
| - Holds value types. | | - Holds reference types. |
| | | |
| - Types in the stack are positioned | | - No type ordering (data is fragmented). |
| using the LIFO principle. | | |
| | | |
| - Can't have a default constructor and/or | | - Can have a default constructor |
| finalizer(destructor). | | and/or finalizer. |
| | | |
| - Can be created with or without a new operator. | | - Can be created only with a new operator. |
| | | |
| - Can't derive from the class or struct | VS | - Can have only one base class and/or |
| but can derive from the multiple interfaces. | | derive from multiple interfaces. |
| | | |
| - The data members can't be protected. | | - Data members can be protected. |
| | | |
| - Function members can't be | | - Function members can be |
| virtual or abstract. | | virtual or abstract. |
| | | |
| - Can't have a null value. | | - Can have a null value. |
| | | |
| - During an assignment, the contents are | | - Assignment is happening |
| copied from one variable to another. | | by reference. |
+--------------------------------------------------+------+----------------------------------------------+
有关更多信息，请查看以下内容：
类和结构（官方文档）。在类和结构之间选择（官方文档）。
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