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?
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
类最适合将复杂的操作和数据分组在一起这将在整个项目中发生变化;结构是更好的选择大多数情况下保持不变的简单对象和数据。除了它们的用途之外,它们在一个键上有根本的不同即变量之间传递或分配的方式。类是引用类型,这意味着它们由参考结构是值类型,这意味着它们是由价值
小心使用类。如果您有一些引用相同内存的游戏对象,修改其中一个将修改其他对象。
创建结构对象时,其所有数据都存储在没有引用或连接到其内存的对应变量地方这使得结构对于创建需要快速高效地复制,同时保留独立的身份。
ExampleStruct struct1= new ExampleStruct()
ExampleStruct struct2= struct1
修改结构2不会影响结构1。
基本上,创建结构是为了提高性能。但是,由于涉及到所有的复制,有时结构可能会更慢。如果结构有很多需要复制的变量,那么将其转换为类并传递引用可能会更快如果您有一个结构数组,那么数组本身就是堆上的一个对象,结构值包含在数组中。所以垃圾收集器只有一个对象需要考虑。如果数组超出范围,垃圾收集器可以在一个步骤中释放数组中的所有结构。如果代码的任何其他部分正在使用此数组中的结构,由于结构被复制,因此我们可以安全地释放数组本身及其内容。如果您有一个对象数组,那么数组本身和数组中的每个对象都是堆上的独立对象。每个对象都可以存储在堆的完全不同的部分,而代码的另一部分可能会引用这些对象。因此,当我们的数组超出范围时,我们无法立即释放数组。因为垃圾收集器必须单独考虑每个对象,并确保在取消分配之前没有对每个对象的引用。
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!)
我不同意原帖子中给出的规则。以下是我的规则:
当存储在数组中时,可以使用结构来提高性能。(另请参见结构何时是答案?)在向C/C传递结构化数据的代码中需要它们++除非需要,否则不要使用结构:它们的行为与赋值下的“正常对象”(引用类型)不同当作为参数传递时,这可能导致意外行为;如果查看代码的人不知道他们正在处理一个结构。它们不能被继承。将结构作为参数传递比类更昂贵。
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
我使用结构来打包或解包任何类型的二进制通信格式。这包括读取或写入磁盘、DirectX顶点列表、网络协议或处理加密/压缩数据。
在这方面,你列出的三条准则对我来说并不有用。当我需要以特殊顺序写出400字节的内容时,我将定义一个400字节的结构,并用它应该具有的任何不相关的值填充它,我将以当时最合理的方式设置它。(好吧,四百字节会很奇怪——但当我以写Excel文件为生的时候,我处理的是多达四十字节的结构,因为这就是一些BIFF记录的大小。)