C# struct

简介

C/C++程序员或多或少都有使用struct的经历，在C++中struct和class的区别不大，除了默认成员的可访问性，这点在C#中则大相径庭。本文将力图说明C#中struct和class的区别以及如何正确的使用struct。

为何须要struct？

众所周知，在java中并无struct的概念，那么C#为什么引入struct呢？最基本缘由是能够建立值类型的类型，使在托管环境中有更好的性能。

区别于java，C#有值类型和引用类型的概念(java只有引用类型)。引用类型的实例分配在堆上，当对象没有被引用时被垃圾回收器回收；值类型的实例分配在栈上，当离开其做用域后内存被回收。值类型自己存储的是值自己，引用类型存储的是引用，C#语言提供的原始类型除了string类型其它都是值类型。

在C#中struct是值类型，class是引用类型，能够经过enum和struct关键字建立值类型的对象。使用值类型能够减小托管堆上对象的数量，从而减小垃圾回收器(GC)的负担，提升性能，值类型也有明显的缺点：经过值类型传递较大对象的开销比较昂贵、装箱和拆箱对性能形成影响。

Classes 和Structs

 

 public struct Employeestruct
    {
        private int _fooNumber;

        public Employeestruct(int fooNumber)
            : this()
        {
            _fooNumber = fooNumber;
        }

        public string Name { get; set; }

        public int Age { get; set; }

        public string GetMessage()
        {
            return string.Format("{0}--{1}", Name, Age);
        }
    }

 

从上面能够看到，struct和class很是类似，不过它们仍是有本质的区别，接下来咱们就一一分析。

1. Structs 和Inheritance

Structs从System.ValueType继承而classes继承于System.Object或从System.Object继承的其余类型，固然System.ValueType也从System.Object继承(这不是重点)。Structs能够实现接口，但不能从另外一个classes、structs继承，并且不能做为其余classes的基类。要知道，当你把structs做为接口使用时，就进行一次隐形装箱，由于接口做为引用类型。请看下面代码：

struct Foo : IFoo
{ 
      int x;
}

IFoo iFoo = new Foo();

 

Foo的实例被建立并赋值给iFoo(装箱)，当iFoo调用时实际上使用的是Foo装箱后的实例。

2. Constructors

尽管CLR容许，可是不容许在structs中定义无参的构造函数。对于值类型，编译器默认状况下不生成默认的构造函数，也不调用默认的构造函数，因此C#编译器不容许使用者定义无参的构造函数。因为structs不生成默认的构造函数，因此不能初始化字段。以下（错误）：

Struct MyFoo
{
        int x = 1;
}

 

记住，编译器把初始化工做放在构造函数中，因为structs没有默认的构造函数，因此不能初始化字段。

有趣的是，你可使用下面的语法：

Foo foo  =  new Foo();

经过以前的章节了解到，尽管初始化foo使用了new操做符，可是structs的实例分配到栈上。new Foo()不会调用无参的构造函数，仅仅是初始化该struct的字段为默认值。

 

struct Foo
{
       int x;

       public Foo(int x)
       {
           this.x = x;
       }
}    

Foo foo  =  new Foo();

 

注意，我已经重载了构造函数，然而我可以调用new Foo()。

3. Destructors

Structs不容许定义析构函数，若是你扔就去定义一个析构函数，编译器会当即提示一个错误，不过structs能够实现IDisposable接口。

4. Comparison against null

Structs不能和null进行比较，这点在.net framework2.0已再也不是问题（可空类型），关于可空类型，超出本文讨论范围。

5. Readonly关键字

对于引用类型，readonly阻止再为变量赋值，但不阻止你修改当前引用对象的状态。对于值类型，readonly有点相似C++中的const关键字，它阻止你修改引用对象，也意味着不能再为他赋值，由于这会致使从新初始化一次。请看下面代码：

    public class MyReferenceType
    {
        public int State { get; set; }
    }

    public struct MyValueType
    {
        public int State { get; set; }
    }

   public void TestMethod()
    {
        myReferenceType = new MyReferenceType(); // 错误
        myReferenceType.State = 1234; // Ok

        myValueType = new MyValueType(); // 错误
        myValueType.State = 1234; //  错误
    }

 

foreach 语句和using语句的变量为隐式readonly，因此若是使用structs，将没法更改其状态。

什么时候使用 structs

经过前面的描述已经清楚classes和structs的区别，那咱们来看下适合使用structs的场景：

l 实例使用起来像C#的基元类型

l 须要建立大量的、短暂实例(例如在循环体内)

l 实例不须要大量的传递

l 不须要从其余类型继承或不但愿被其余类型继承

l 但愿被人操做你实例的副本

不适合使用structs的场景：

l 实例过大，当实例过大时，传递实例会有很大的开销。微软建议structs的理想大小应该在16bytes如下

l 当回引发装箱、拆箱操做时。关于装箱、拆箱超出本文讨论范围