✔️ 考虑结构使用

创建一个对象或不需要创建该对象（您可以直接赋值，它创建对象）需要提高速度或性能无需施工人员和拆卸人员（静态承包商可用）不需要类继承，但可以接受接口工作负载小的对象工作，如果工作负载高，内存问题将增加不能为变量设置默认值。结构还可以使用方法、事件、静态构造函数、变量等GC中的工作量更少不需要引用类型，只需要值类型（每次创建新对象时）无不可变对象（字符串是不可变对象，因为任何操作都不会在不更改原始字符串的情况下每次返回新字符串）

根据C#语言规范：

1.7结构与类一样，结构是可以包含数据成员和函数成员的数据结构，但与类不同，结构是值类型，不需要堆分配。结构的变量类型直接存储结构的数据，而类类型存储对动态分配对象的引用。结构类型不支持用户指定的继承，并且所有结构类型隐式继承自类型对象。结构对于具有值语义。复数、坐标系中的点或字典中的键值对都是结构的好例子。这个对小数据结构使用结构而不是类可以应用程序内存分配数量的巨大差异执行。例如，以下程序创建并初始化100个点的阵列。将Point实现为类，101单独的对象被实例化，一个用于数组，另一个用于100个元素。

class Point
{
   public int x, y;

   public Point(int x, int y) {
      this.x = x;
      this.y = y;
   }
}

class Test
{
   static void Main() {
      Point[] points = new Point[100];
      for (int i = 0; i < 100; i++) points[i] = new Point(i, i);
   }
}

另一种方法是使Point成为结构。

struct Point
{
   public int x, y;

   public Point(int x, int y) {
      this.x = x;
      this.y = y;
   }
}

现在，只实例化了一个对象，即数组的对象，Point实例存储在数组中。

结构构造函数是用新运算符调用的，但这并不意味着正在分配内存。结构构造函数不是动态分配对象并返回对它的引用，而是简单地返回结构值本身（通常在堆栈上的临时位置），然后根据需要复制该值。

使用类，两个变量可以引用同一个对象，因此对一个变量的操作可能会影响另一个变量引用的对象。对于结构，每个变量都有自己的数据副本，对其中一个变量的操作不可能影响另一个变量。例如，以下代码片段产生的输出取决于Point是类还是结构。

Point a = new Point(10, 10);
Point b = a;
a.x = 20;
Console.WriteLine(b.x);

如果Point是一个类，则输出为20，因为a和b引用相同的对象。如果Point是一个结构，则输出为10，因为将a赋值给b会创建一个值的副本，并且该副本不受后续对a.x赋值的影响。

上一个示例突出了结构的两个限制。首先，复制整个结构通常比复制对象引用效率低，因此与引用类型相比，结构的赋值和值参数传递可能更昂贵。第二，除了ref和out参数之外，不可能创建对结构的引用，这在许多情况下排除了它们的使用。

.NET支持值类型和引用类型（在Java中，只能定义引用类型）。引用类型的实例在托管堆中分配，并且在没有未完成的引用时被垃圾收集。另一方面，值类型的实例是在堆栈中分配的，因此一旦其作用域结束，分配的内存就会被回收。当然，值类型通过值传递，引用类型通过引用传递。除了System.String之外，所有C#原语数据类型都是值类型。

何时在类上使用结构，

在C#中，结构是值类型，类是引用类型。您可以使用enum关键字和struct关键字在C#中创建值类型。使用值类型而不是引用类型将导致托管堆上的对象减少，从而减少垃圾收集器（GC）的负载，减少GC周期，从而提高性能。然而，价值类型也有其缺点。传递一个大结构肯定比传递一个引用成本更高，这是一个明显的问题。另一个问题是与装箱/拆箱相关的开销。如果您想知道装箱/拆箱是什么意思，请按照以下链接了解装箱和拆箱的详细说明。除了性能之外，有时您只需要类型具有值语义，如果引用类型是您的全部，那么这将很难实现（或者很难看）。当您需要复制语义或需要自动初始化时（通常在这些类型的数组中），您应该只使用值类型。

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。

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;
        }
    }

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。