C#结构体基础

参考转载文档：
https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/csharp/programming-guide/classes-and-structs/structs

https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/csharp/programming-guide/classes-and-structs/using-structs

注意

• 关于ValueType下面要用：尽管ValueType是值类型的隐式基类, 但无法创建直接从ValueType继承的类。 相反, 单个编译器提供语言关键字或构造 (例如struct , 在Structure C#和 ...End Structure 在 Visual Basic) 支持创建值类型。

1. 结构体特点：

• 结构体是值类型，类是引用类型。
• 一个结构无法继承自另一个结构或类，并且它不能为类的基类。 所有结构都直接继承自 ValueType，后者继承自 Object。
• 结构可以实现接口。
• 结构不能为 null，并且不能向结构变量分配 null，除非将变量声明为可为 null 的类型。
• 结构在分配时进行复制。 将结构分配给新变量时，将复制所有数据，并且对新副本所做的任何修改不会更改原始副本的数据。 在处理值类型的集合（如 Dictionary<string, myStruct>）时，请务必记住这一点。
• 在初始化方面：
  1. 在结构体声明中，除非将字段声明为 const 或 static，否则无法初始化。
  2. 结构不能声明无参数构造函数或一个finalizer。
  3. 结构可以声明具有参数的构造函数。但必须显式初始化所有成员，否则一个或更多的成员将不被分配，并且不能使用结构，这会生成编译器错误 CS0171。

解释：与类不同，可以对结构进行实例化，而无需使用 new 运算符。 在这种情况下，没有调用任何构造函数，从而提高了分配效率。 但是，字段将保持为未分配状态且必须在在初始化所有字段之后才可使用对象。 这包括无法通过属性获取或设置值。如果使用默认的无参数构造函数实例化结构对象，则根据成员的默认值分配所有成员。这也解释了上面三点。

此示例同时使用了默认构造函数和参数构造函数来演示 struct 初始化：

public struct Coords
{
    public int x, y;

    public Coords(int p1, int p2)
    {
        x = p1;
        y = p2;
    }
}

// Declare and initialize struct objects.
class TestCoords
{
    static void Main()
    {
        // Initialize.
        var coords1 = new Coords();
        var coords2 = new Coords(10, 10);

        // Display results.
        Console.Write("Coords 1: ");
        Console.WriteLine($"x = {coords1.x}, y = {coords1.y}");

        Console.Write("Coords 2: ");
        Console.WriteLine($"x = {coords2.x}, y = {coords2.y}");

        // Keep the console window open in debug mode.
        Console.WriteLine("Press any key to exit.");
        Console.ReadKey();
    }
}
/* Output:
    Coords 1: x = 0, y = 0
    Coords 2: x = 10, y = 10
*/

此示例演示了一个特定于结构的功能。 此功能可以创建 Coords 对象，而无需使用 new 运算符。 如果将 struct 替换为 class，程序将不会进行编译:

public struct Coords
{
    public int x, y;

    public Coords(int p1, int p2)
    {
        x = p1;
        y = p2;
    }
}

// Declare a struct object without "new".
class TestCoordsNoNew
{
    static void Main()
    {
        // Declare an object.
        Coords coords1;

        // Initialize.
        coords1.x = 10;
        coords1.y = 20;

        // Display results.
        Console.Write("Coords 1: ");
        Console.WriteLine($"x = {coords1.x}, y = {coords1.y}");

        // Keep the console window open in debug mode.
        Console.WriteLine("Press any key to exit.");
        Console.ReadKey();
    }
}
// Output: Coords 1: x = 10, y = 20

2. 结构体和类的选择：

• 首先明确，类的对象是存储在堆空间中，结构存储在栈中。堆空间大，但访问速度较慢，栈空间小，访问速度相对更快。故而，当我们描述一个轻量级对象的时候，结构可提高效率，成本更低。当然，这也得从需求出发，假如我们在传值的时候希望传递的是对象的引用地址而不是对象的拷贝，就应该使用类了。

• 1、当堆栈的空间很有限，且有大量的逻辑对象时，创建类要比创建结构好一些
  2、对于点、矩形和颜色这样的轻量对象，假如要声明一个含有许多个颜色对象的数组，则CLR需要为每个对象分配内存，在这种情况下，使用结构的成本较低
  3、大多数情况下，目标类型只是含有一些数据，或者以数据为主