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我什么时候应该使用结构而不是类?

MSDN说你应该在需要轻量级对象时使用结构。当结构比类更可取时,还有其他任何情况吗?

有些人可能忘记了:

  1. structs 可以有方法。
  2. structs 不能继承。

我理解结构和类之间的技术差异,我对when使用结构感觉不太好。

288
Esteban Araya

MSDN有答案: 在类和结构之间选择

基本上,该页面为您提供了一个4项清单,并说除非您的类型符合所有条件,否则使用类。

除非类型具有以下所有特征,否则不要定义结构:

  • 它逻辑上表示单个值,类似于基本类型(整数,双精度等)。
  • 它的实例大小小于16个字节。
  • 这是不可改变的。
  • 它不必经常装箱。
289
OwenP

我很惊讶我没有读过任何前面的答案,我认为这是最关键的方面:

当我想要一个没有身份的类型时,我使用结构。例如3D点:

public struct ThreeDimensionalPoint
{
    public readonly int X, Y, Z;
    public ThreeDimensionalPoint(int x, int y, int z)
    {
        this.X = x;
        this.Y = y;
        this.Z = z;
    }

    public override string ToString()
    {
        return "(X=" + this.X + ", Y=" + this.Y + ", Z=" + this.Z + ")";
    }

    public override int GetHashCode()
    {
        return (this.X + 2) ^ (this.Y + 2) ^ (this.Z + 2);
    }

    public override bool Equals(object obj)
    {
        if (!(obj is ThreeDimensionalPoint))
            return false;
        ThreeDimensionalPoint other = (ThreeDimensionalPoint)obj;
        return this == other;
    }

    public static bool operator ==(ThreeDimensionalPoint p1, ThreeDimensionalPoint p2)
    {
        return p1.X == p2.X && p1.Y == p2.Y && p1.Z == p2.Z;
    }

    public static bool operator !=(ThreeDimensionalPoint p1, ThreeDimensionalPoint p2)
    {
        return !(p1 == p2);
    }
}

如果你有这个结构的两个实例,你不关心它们是内存中的单个数据还是两个。你只关心他们持有的价值。

53
Andrei Rînea

Bill Wagner在他的书“有效的c#”( http://www.Amazon.com/Effective-Specific-Ways-Improve-Your/dp/0321245660 )中有一章。他最后使用以下原则:

  1. 类型数据存储的主要责任是什么?
  2. 它的公共接口是否完全由访问或修改其数据成员的属性定义?
  3. 你确定你的类型永远不会有子类吗?
  4. 你确定你的类型永远不会被多态化处理吗?

如果对所有4个问题回答“是”:使用结构。否则,请使用课程。

27
Bart Gijssens

当您需要值类型语义而不是引用类型时,请使用结构。结构是按值复制的,所以要小心!

另见前面的问题,例如.

.NET中struct和class之间有什么区别?

15
Simon Steele

我会在以下情况下使用结构:

  1. 一个对象应该是只读的(每次传递/分配它被复制的结构)。在多线程处理方面,只读对象很棒,因为在大多数情况下它们不需要锁定。

  2. 一个物体很小而且寿命短。在这种情况下,很有可能在堆栈上分配对象,这比将其放在托管堆上要有效得多。一旦超出其范围,对象分配的内存将被释放。换句话说,垃圾收集器的工作量较少,内存使用效率更高。

11
Pawel Pabich

如果出现以下情况,请使用类:

  • 它的身份很重要。在通过值传递给方法时,结构会隐式复制。
  • 它将占用大量内存。
  • 它的字段需要初始化器。
  • 您需要从基类继承。
  • 你需要多态行为;

在以下情况下使用结构:

  • 它将像一个原始类型(int,long,byte等)。
  • 它的内存占用量必须很小。
  • 您正在调用P/Invoke方法,该方法需要按值传递结构。
  • 您需要减少垃圾收集对应用程序性能的影响。
  • 其字段只需初始化为默认值。对于数字类型,此值将为零;对于布尔类型,该值为false;对于引用类型,该值为null。[。_____。]
    • 请注意,在C#6.0中,结构可以有一个默认构造函数,可用于将struct的字段初始化为非默认值。
  • 您不需要从基类继承(除了ValueType,所有结构都从该类继承)。
  • 您不需要多态行为。
8
Yashwanth Chowdary Kata

当我想将一些值组合在一起以便从方法调用中返回时,我总是使用一个结构体,但在读完这些值之后我不需要使用它。只是一种保持清洁的方法。我倾向于将结构中的东西视为“一次性”而类中的东西更有用且“功能性”

5
Ryan Skarin

如果一个实体将是不可变的,那么使用结构或类的问题通常是性能而不是语义。在32/64位系统上,无论类中的信息量如何,类引用都需要存储4/8个字节;复制类引用将需要复制4/8字节。另一方面,每一个 不同 除了它所拥有的信息以及对它的引用的内存开销之外,类实例将具有8/16字节的开销。假设有人想要一个包含500个实体的数组,每个实体包含4个32位整数。如果实体是结构类型,则无论所有500个实体是否全部相同,全部不同或介于两者之间,该数组都将需要8,000个字节。如果实体是类类型,则500个引用的数组将占用4,000个字节。如果这些引用都指向不同的对象,则对象将需要额外的24个字节(所有500个字节为12,000个字节),总共16,000个字节 - 两倍于结构类型的存储成本。另一方面,代码创建了一个对象实例,然后复制了对所有500个数组插槽的引用,该实例的总成本为24字节,数组为4,000 - 总共4,024字节。节省了大笔费用。很少有情况会和最后一种情况一样,但在某些情况下,可能会将一些引用复制到足够的数组插槽,以使这种共享变得有价值。

如果该实体应该是可变的,那么是否使用类或结构的问题在某些方面更容易。假设“Thing”是具有名为x的整数字段的结构或类,并且其中一个执行以下代码:

 t1,t2; 
 ...... 
 t2 = t1; 
 t2.x = 5; 

是否希望后一种语句影响t1.x?

如果Thing是类类型,则t1和t2将是等价的,这意味着t1.x和t2.x也是等价的。因此,第二个语句将影响t1.x.如果Thing是结构类型,则t1和t2将是不同的实例,这意味着t1.x和t2.x将引用不同的整数。因此,第二个语句不会影响t1.x.

可变结构和可变类具有根本不同的行为,但.net在处理结构突变时有一些怪癖。如果想要值类型行为(意味着“t2 = t1”将数据从t1复制到t2,同时将t1和t2保留为不同的实例),并且如果可以使用.net处理值类型的怪癖,请使用一个结构。如果一个人想要值类型语义,但.net的怪癖会导致在一个应用程序中导致破坏的值类型语义,使用类和嘟嘟声。

4
supercat

另外上面的优秀答案:

结构是价值类型。

它们永远不会被设置为 Nothing

设置结构=无,将其所有值类型设置为其默认值。

3
George Filippakos

当你真的不需要行为时,你需要比简单数组或字典更多的结构。

跟进 这就是我对结构的总体看法。我知道他们可以有方法,但我喜欢保持整体的心理区别。

2
Jim Deville

正如@Simon所说,结构提供了“值类型”语义,因此如果您需要与内置数据类型类似的行为,请使用结构。由于结构是通过副本传递的,因此您需要确保它们的大小很小,大约16个字节。

2
Scott Dorman

结构在堆栈而不是堆上,因此它们是线程安全的,并且应该在实现传输对象模式时使用,您永远不想在堆上使用它们是易失性的,在这种情况下您希望使用调用堆栈,这是使用结构的一个基本案例我很惊讶这里的答案,

1
Jack

嗯...

我不会使用垃圾收集作为/反对使用结构与类的参数。托管堆的工作方式与堆栈非常相似 - 创建一个对象只需将其放在堆的顶部,这几乎与在堆栈上分配一样快。此外,如果一个对象是短暂的并且不能在GC循环中存活,则释放是免费的,因为GC仅适用于仍可访问的内存。 (搜索MSDN,有一系列关于.NET内存管理的文章,我只是懒得去Dig吧)。

大多数时候我使用结构,我最终会这样做,因为我后来发现具有引用语义会使事情变得更简单。

无论如何,上面发布的MSDN文章中的这四点似乎是一个很好的指导方针。

1
KG