什么时候应该在C#中使用结构而不是类？我的概念模型是，当项只是值类型的集合时，使用结构。一种将它们逻辑地结合在一起的方法。
我在这里遇到了这些规则：
结构应表示单个价值结构应具有内存占用空间小于16字节。结构不应在之后更改创造
这些规则有效吗？结构在语义上意味着什么？
当前回答
以下是在Microsoft网站上定义的规则：
✔️ 如果类型的实例很小且通常很短，或者通常嵌入在其他对象中，请考虑定义结构而不是类。
❌ 避免定义结构，除非该类型具有以下所有特征：
它在逻辑上表示单个值，类似于原始类型（int、double等）。
它的实例大小小于16字节。
它是不可变的。
它不必经常装箱。
供进一步阅读
其他回答
我用BenchmarkDotNet做了一个小的基准测试，以更好地理解数字中的“结构”好处。我正在测试遍历结构（或类）数组（或列表）的循环。创建这些数组或列表超出了基准测试的范围——很明显，“类”更重会占用更多内存，并且会涉及GC。
因此，结论是：小心LINQ和隐藏结构装箱/拆箱，并使用结构进行微优化严格遵守数组。
P.S.关于通过调用堆栈传递结构/类的另一个基准是https://stackoverflow.com/a/47864451/506147
BenchmarkDotNet=v0.10.8, OS=Windows 10 Redstone 2 (10.0.15063)
Processor=Intel Core i5-2500K CPU 3.30GHz (Sandy Bridge), ProcessorCount=4
Frequency=3233542 Hz, Resolution=309.2584 ns, Timer=TSC
[Host] : Clr 4.0.30319.42000, 64bit RyuJIT-v4.7.2101.1
Clr : Clr 4.0.30319.42000, 64bit RyuJIT-v4.7.2101.1
Core : .NET Core 4.6.25211.01, 64bit RyuJIT
Method | Job | Runtime | Mean | Error | StdDev | Min | Max | Median | Rank | Gen 0 | Allocated |
---------------- |----- |-------- |----------:|----------:|----------:|----------:|----------:|----------:|-----:|-------:|----------:|
TestListClass | Clr | Clr | 5.599 us | 0.0408 us | 0.0382 us | 5.561 us | 5.689 us | 5.583 us | 3 | - | 0 B |
TestArrayClass | Clr | Clr | 2.024 us | 0.0102 us | 0.0096 us | 2.011 us | 2.043 us | 2.022 us | 2 | - | 0 B |
TestListStruct | Clr | Clr | 8.427 us | 0.1983 us | 0.2204 us | 8.101 us | 9.007 us | 8.374 us | 5 | - | 0 B |
TestArrayStruct | Clr | Clr | 1.539 us | 0.0295 us | 0.0276 us | 1.502 us | 1.577 us | 1.537 us | 1 | - | 0 B |
TestLinqClass | Clr | Clr | 13.117 us | 0.1007 us | 0.0892 us | 13.007 us | 13.301 us | 13.089 us | 7 | 0.0153 | 80 B |
TestLinqStruct | Clr | Clr | 28.676 us | 0.1837 us | 0.1534 us | 28.441 us | 28.957 us | 28.660 us | 9 | - | 96 B |
TestListClass | Core | Core | 5.747 us | 0.1147 us | 0.1275 us | 5.567 us | 5.945 us | 5.756 us | 4 | - | 0 B |
TestArrayClass | Core | Core | 2.023 us | 0.0299 us | 0.0279 us | 1.990 us | 2.069 us | 2.013 us | 2 | - | 0 B |
TestListStruct | Core | Core | 8.753 us | 0.1659 us | 0.1910 us | 8.498 us | 9.110 us | 8.670 us | 6 | - | 0 B |
TestArrayStruct | Core | Core | 1.552 us | 0.0307 us | 0.0377 us | 1.496 us | 1.618 us | 1.552 us | 1 | - | 0 B |
TestLinqClass | Core | Core | 14.286 us | 0.2430 us | 0.2273 us | 13.956 us | 14.678 us | 14.313 us | 8 | 0.0153 | 72 B |
TestLinqStruct | Core | Core | 30.121 us | 0.5941 us | 0.5835 us | 28.928 us | 30.909 us | 30.153 us | 10 | - | 88 B |
代码：
[RankColumn, MinColumn, MaxColumn, StdDevColumn, MedianColumn]
[ClrJob, CoreJob]
[HtmlExporter, MarkdownExporter]
[MemoryDiagnoser]
public class BenchmarkRef
{
public class C1
{
public string Text1;
public string Text2;
public string Text3;
}
public struct S1
{
public string Text1;
public string Text2;
public string Text3;
}
List<C1> testListClass = new List<C1>();
List<S1> testListStruct = new List<S1>();
C1[] testArrayClass;
S1[] testArrayStruct;
public BenchmarkRef()
{
for(int i=0;i<1000;i++)
{
testListClass.Add(new C1 { Text1= i.ToString(), Text2=null, Text3= i.ToString() });
testListStruct.Add(new S1 { Text1 = i.ToString(), Text2 = null, Text3 = i.ToString() });
}
testArrayClass = testListClass.ToArray();
testArrayStruct = testListStruct.ToArray();
}
[Benchmark]
public int TestListClass()
{
var x = 0;
foreach(var i in testListClass)
{
x += i.Text1.Length + i.Text3.Length;
}
return x;
}
[Benchmark]
public int TestArrayClass()
{
var x = 0;
foreach (var i in testArrayClass)
{
x += i.Text1.Length + i.Text3.Length;
}
return x;
}
[Benchmark]
public int TestListStruct()
{
var x = 0;
foreach (var i in testListStruct)
{
x += i.Text1.Length + i.Text3.Length;
}
return x;
}
[Benchmark]
public int TestArrayStruct()
{
var x = 0;
foreach (var i in testArrayStruct)
{
x += i.Text1.Length + i.Text3.Length;
}
return x;
}
[Benchmark]
public int TestLinqClass()
{
var x = testListClass.Select(i=> i.Text1.Length + i.Text3.Length).Sum();
return x;
}
[Benchmark]
public int TestLinqStruct()
{
var x = testListStruct.Select(i => i.Text1.Length + i.Text3.Length).Sum();
return x;
}
}
第一：互操作场景或需要指定内存布局时
第二：当数据大小与引用指针几乎相同时。
结构是值类型。如果将结构分配给新变量，则新变量将包含原始变量的副本。
public struct IntStruct {
public int Value {get; set;}
}
执行以下操作将导致存储在内存中的结构的5个实例：
var struct1 = new IntStruct() { Value = 0 }; // original
var struct2 = struct1; // A copy is made
var struct3 = struct2; // A copy is made
var struct4 = struct3; // A copy is made
var struct5 = struct4; // A copy is made
// NOTE: A "copy" will occur when you pass a struct into a method parameter.
// To avoid the "copy", use the ref keyword.
// Although structs are designed to use less system resources
// than classes. If used incorrectly, they could use significantly more.
类是引用类型。将类分配给新变量时，该变量包含对原始类对象的引用。
public class IntClass {
public int Value {get; set;}
}
执行以下操作只会导致内存中类对象的一个实例。
var class1 = new IntClass() { Value = 0 };
var class2 = class1; // A reference is made to class1
var class3 = class2; // A reference is made to class1
var class4 = class3; // A reference is made to class1
var class5 = class4; // A reference is made to class1
结构可能会增加代码错误的可能性。如果将值对象视为可变引用对象，那么当所做的更改意外丢失时，开发人员可能会感到惊讶。
var struct1 = new IntStruct() { Value = 0 };
var struct2 = struct1;
struct2.Value = 1;
// At this point, a developer may be surprised when
// struct1.Value is 0 and not 1
我刚刚在处理Windows Communication Foundation[WCF]命名管道，我注意到使用Structs确实有意义，以确保数据交换是值类型而不是引用类型。
除了常见的性能差异之外，让我再补充一个方面，那就是默认值的使用意图。
如果其字段的默认值不表示建模概念的合理默认值，请不要使用结构。
Eg.
即使所有字段都设置为默认值，“颜色”或“点”也有意义。RGB 0,0,0是一种非常好的颜色，（0,0）作为2D中的点也是如此。但是Address或PersonName没有合理的默认值。我的意思是，你能理解FirstName=null和LastName=null的PersonName吗？
如果你用一个类实现了一个概念，那么你可以强制执行某些不变量，例如一个人必须有名字和姓氏。但对于结构，总是可以创建一个实例，将其所有字段设置为默认值。
因此，当对没有合理默认值的概念进行建模时，更喜欢类。类的用户会明白null意味着没有指定PersonName，但如果您给他们一个PersonName结构实例，并将其所有财产设置为null，他们会感到困惑。
（通常的免责声明：性能考虑可能会凌驾于此建议之上。如果您有性能问题，请在决定解决方案之前进行衡量。试试BenchmarkDotNet，这很好！）
