浅析C# 结构体struct
结构体
有时候我们仅需要一个小的数据结构,类提供的功能多于我们需要的功能;考虑到性能原因,最好使用结构体。
结构体是值类型,存储在栈中或存储为内联(如果结构体是存储在堆中的另一个对象的一部分)。
例如类class:
publicclassDimensions { publicDimensions(doublelength,doublewidth) { Length=length; Width=width; } publicdoubleLength{get;set;} publicdoubleWidth{get;set;} }
可以使用结构体struct替换:
publicstructDimensions { publicDimensions(doublelength,doublewidth) { Length=length; Width=width; } publicdoubleLength{get;set;} publicdoubleWidth{get;set;} }
也可以为结构体struct创建函数,和给类创建函数完全相同:
publicstructDimensions { publicDimensions(doublelength,doublewidth) { Length=length; Width=width; } publicdoubleLength{get;set;} publicdoubleWidth{get;set;} publicdoubleDiagonal=>Math.Sqrt(Length*Length+Width*Width); }
结构体初始化
结构体是值类型,但在使用时的语法和类基本一模一样。例如对于上面定义的类或结构体,均可使用代码:
Dimensionspoint=newDimensions(3,6);
注意:
因为结构体是值类型,所以new运算符与类和其他引用类型的工作方式不同。
用于结构体struct的new运算符并不分配堆中的内存,而是只调用相应的构造函数,根据传送给它的参数,初始化所有字段。
对于结构,变量声明实际上是韦整个结构在栈中分配空间。例如用如下语法(如果是类的话,就会编译错误):
Dimensionspoint;//直接省略new point.Length=3; point.Width=6;
结构体遵循其他数据类型都遵守的规则:在使用前所有元素都必须进行初始化。
结构体的初始化方法:
- 使用new运算符
- 给所有的字段直接赋值
结构体性能影响
- 为结构体分配内存时,速度非常快,因为它们将内联或者保存在栈中。结构体超出作用域被删除时,速度也很快,不需要等待垃圾收集。
- 如果把结构体作为参数来传递,或者把一个结构体赋值给另一个结构体,结构体的所有内容就会被复制;这样就会有性能损失。这也是为什么结构体主要用于小的数据结构。
- 把结构体作为参数传递给方法时,应该把它作为ref参数传递-此时只传递了结构体在内存中地址。
只读结构体
C#7.2开始,readonly修饰符可以应用于结构体struct,因此编译器保证结构体的不变性。
publicreadonlystructDimensions { publicDimensions(doublelength,doublewidth) { Length=length; Width=width; } publicdoubleLength{get;} publicdoubleWidth{get;} publicdoubleDiagonal=>Math.Sqrt(Length*Length+Width*Width); }
对于readonly修饰符,如果在创建对象后类型更改了字段或属性,编译器就会报错。
使用readonly编译器可以生成优化的代码,使其在传递结构体时不会复制结构体的内容;
相反,编译器使用引用,因为它永远不会改变。
注意:上面readonly结构体的属性是只读的,只有get;如果有set的话,编译会报错:
errorCS8341:Auto-implementedinstancepropertiesinreadonlystructsmustbereadonly.
结构体和类-值类型和引用类型
usingSystem; namespacevalue_reference { publicstructA { publicintx{get;set;} } publicclassB { publicintx{get;set;} } classProgram { publicstaticvoidUpdateStructValue(Aa) { a.x=10; } publicstaticvoidUpdateObjectValue(Bb) { b.x=10; } staticvoidMain(string[]args) { vara=newA{x=1}; varb=newB{x=1}; UpdateStructValue(a); UpdateObjectValue(b); Console.WriteLine($"a.x->{a.x}"); Console.WriteLine($"b.x->{b.x}"); } } }
输出结果:
$dotnetrun
a.x->1
b.x->10
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