C#中的Struct还是Class：新手该如何选择？

C#中的Struct还是Class：新手与专家的永恒争论

您是否曾想过，为什么C#中有两种非常相似的方式来创建自己的数据类型——class和struct？为什么在Stack Overflow上，问题“When should I use a struct rather than a class in C#?”会获得数千次浏览和数百个回答？原因在于，在看似简单的表象背后，隐藏着一个深刻的细微差别，它既可以加速您的程序，也可能使其成为错误的温床。

在本文中，我们将分析struct与class的区别，何时应该使用struct，以及何时最好忘记它的存在。没有晦涩的术语，只有生动的示例和实用的建议。我们开始吧！

主要区别：栈还是堆？

需要理解的最重要的一点是——值类型（value types）和引用类型（reference types）。

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• Class——引用类型。对象存储在托管堆（heap）中，变量只包含对该对象的引用（地址）。
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• Struct——值类型（value type）。变量直接在栈（stack）上或另一个对象内部存储数据本身。
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听起来很抽象？让我们举个例子。假设数据是一本书。Class是书名和它在图书馆中的书架编号。Struct是您随身携带在口袋里的书本身。当您将class传递给方法时，您传递的是书架编号。当您传递struct时，您交出的是书的副本。

代码示例：class vs struct

public class PointClass\n{\n    public int X { get; set; }\n    public int Y { get; set; }\n\n    public PointClass(int x, int y)\n    {\n        X = x;\n        Y = y;\n    }\n}\n\npublic struct PointStruct\n{\n    public int X { get; set; }\n    public int Y { get; set; }\n\n    public PointStruct(int x, int y)\n    {\n        X = x;\n        Y = y;\n    }\n}\n\n// 使用\nvar pointClass = new PointClass(10, 20);\nvar pointStruct = new PointStruct(10, 20);\n\n// 传递给方法\nvoid ModifyPointClass(PointClass p) { p.X = 100; }\nvoid ModifyPointStruct(PointStruct p) { p.X = 100; }\n\nModifyPointClass(pointClass);   // pointClass.X 变为 100\nModifyPointStruct(pointStruct); // pointStruct.X 保持为 10 — 副本！\n

看到了吗？Struct在传递时会被复制。这就是决定何时使用它的关键区别。

何时struct是您的朋友：3个铁定的情况

微软建议在您的数据类型满足所有以下条件时使用struct：

1. 数据小而简单

Struct非常适合小型数据集（建议不超过16-24字节）。例如，点、颜色、向量、复数、坐标。

public struct RgbColor\n{\n    public byte R { get; }\n    public byte G { get; }\n    public byte B { get; }\n\n    public RgbColor(byte r, byte g, byte b)\n    {\n        R = r;\n        G = g;\n        B = b;\n    }\n}\n

为什么？因为小的struct复制速度快，并且在栈上存储可以减轻垃圾回收器（GC）的负担。

2. 对象生命周期短且不可变

如果您的数据是不可变（immutable）的值，struct是一个很好的选择。例如，地图上的坐标：您不会修改一个点，而是创建一个新的点。

public struct GeoLocation\n{\n    public double Latitude { get; }\n    public double Longitude { get; }\n\n    public GeoLocation(double lat, double lon)\n    {\n        Latitude = lat;\n        Longitude = lon;\n    }\n\n    public GeoLocation MoveNorth(double meters)\n    {\n        // 返回一个新实例，不修改旧实例\n        return new GeoLocation(Latitude + meters / 111111.0, Longitude);\n    }\n}\n

3. 性能至关重要