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

除了“它是一个值”的答案之外,使用结构的一个特定场景是当您知道有一组数据会导致垃圾收集问题,并且您有很多对象时。例如,Person实例的大列表/数组。这里的自然隐喻是一个类,但如果您有大量长寿的Person实例,它们可能会阻塞GEN-2并导致GC暂停。如果场景允许,这里的一种潜在方法是使用Person结构的数组(而不是列表),即Person[]。现在,在GEN-2中没有数百万个对象,而是在LOH上有一个块(我假设这里没有字符串等-即没有任何引用的纯值)。这对GC的影响很小。

处理这些数据是很困难的,因为数据对于一个结构来说可能太大了,而且您不想一直复制胖值。然而,直接在数组中访问它不会复制结构-它是在适当的位置(与列表索引器不同,它会复制)。这意味着大量的索引工作:

int index = ...
int id = peopleArray[index].Id;

请注意,保持值本身不可变将有助于此。对于更复杂的逻辑,请使用带有by-ref参数的方法:

void Foo(ref Person person) {...}
...
Foo(ref peopleArray[index]);

同样,这是正确的-我们没有复制值。

在非常具体的情况下,这种策略可能非常成功;然而,这是一个相当先进的scernario,只有当你知道自己在做什么和为什么时,才应该尝试。这里的默认值是类。

其他回答

除了运行时直接使用的值类型和其他用于PInvoke的值类型之外,您只能在两种情况下使用值类型。

当您需要复制语义时。当您需要自动初始化时,通常在这些类型的数组中。

结构适合于数据的原子表示,其中所述数据可以被代码复制多次。克隆对象通常比复制结构更昂贵,因为它涉及分配内存、运行构造函数以及在完成时释放/垃圾回收。

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。

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

类是引用类型。创建类的对象时,分配给该对象的变量只保留对该内存的引用。将对象引用指定给新变量时,新变量将引用原始对象。通过一个变量所做的更改反映在另一个变量中,因为它们都引用了相同的数据。结构是值类型。创建结构时,分配给该结构的变量保存该结构的实际数据。当将结构分配给新变量时,将复制该结构。因此,新变量和原始变量包含相同数据的两个单独副本。对一个副本所做的更改不会影响另一个副本。通常,类用于建模更复杂的行为,或在创建类对象后要修改的数据。结构最适合于主要包含在创建结构后不打算修改的数据的小型数据结构。

类和结构(C#编程指南)