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前言

很久没有更新，C#相关的东西了，项目中正好碰到结构体和类对象，在此做梳理总结，对比两个的差异，从而引导出项目中区别使用的地方。

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一、结构体是什么？

结构体（struct）是C#中的一种值类型，用于定义一个数据结构，其中可以包含字段、方法、属性、事件、运算符、索引器等成员。

1）定义

public struct Point
{public int X { get; set; }public int Y { get; set; }public Point(int x, int y){X = x;Y = y;}public void Display(){Console.WriteLine($"X: {X}, Y: {Y}");}
}

2）特点

• 值类型：
  结构体是值类型，分配在栈上，而不是堆上。当结构体变量被赋值给另一个变量时，实际的数据会被复制，而不是引用。这意味着对一个结构体变量的修改不会影响另一个结构体变量。
• 无继承：
  结构体不能从其他结构体或类继承，但是可以实现接口。
• 内存高效
  由于结构体在栈上分配内存，因此在处理小型数据对象时，结构体通常比类更高效。
• 默认构造函数：
  每个结构体都有一个隐式的无参构造函数，该构造函数会将所有字段初始化为其默认值。你不能定义一个显式的无参构造函数，但可以定义有参数的构造函数。
• 初始化要求：
  在使用结构体实例之前，必须初始化所有字段，否则会导致编译错误。

二、类（对象）是什么？

类（class）是C#中的一种引用类型，用于定义对象的模板。它封装了数据和行为，可以包含字段、属性、方法、事件，运算符等成员。类是面向对象编程（OOP）的基础，可以通过继承和多态等特性来实现代码的重用和扩展。

1）定义

public class Person
{public string Name { get; set; }public int Age { get; set; }public Person(string name, int age){Name = name;Age = age;}public void Display(){Console.WriteLine($"Name: {Name}, Age: {Age}");}
}

2）特点

• 引用类型：
  类是引用类型，实例化时存储在堆上。当一个类的实例被传递给另一个变量时，两个变量引用的是同一个对象，因此对其中一个变量的修改会影响另一个变量。
• 继承：
  类支持继承，可以有一个基类（父类）和多个派生类（子类）。通过继承，子类可以重用父类的代码，并可以重写或扩展父类的行为。
• 多态性：
  通过继承和接口，类可以实现多态性，允许使用基类类型的变量来引用派生类的对象，从而实现灵活的代码设计。
• 构造函数：
  类可以有一个或多个构造函数，用于在创建对象时初始化对象的状态。如果没有定义构造函数，编译器会提供一个默认的无参构造函数。
• 垃圾回收：
  类实例的内存由垃圾回收器管理，当对象不再被引用时，垃圾回收器会自动释放内存。

三、两者的差异性与选择环境？

1）差异性

由上述描述的来看我们不难发现以下几点：

• 类型差异：
  结构体是值类型，类是引用类型。我们延伸以下：
  a.回收上：值类型脱离域后自动释放，引用类型需要等待GC管理。
  b.性能上：结构在栈上内存分配和释放更高效，类在堆上分配和回收内存的开销较大。
  c.传递方式上：值类型传递时是数据副本传递，副本修改不影响源数据。引用类型是传递引用，对引用改变源数据也会改变。
• 继承差异：
  结构体只能实现接口，无法继承其他结构体。
  类能实现接口，也支持继承，可以有基类和派生类。
• 构造差异：
  结构体有隐式的无参构造函数，但不能显式定义无参构造函数。在使用结构体实例之前完全初始化所有字段，否则会导致编译错误。
  类可以有显式定义的无参构造函数和有参构造函数。可不实例化默认值为null。

2）选择环境

通过上述分析不同后，可对应下面的场景。
选择类：

• 需要引用语义时（多个引用指向同一个实例）。
• 需要继承和多态时。
• 实例的生命周期较长，且大小较大时。

选择结构体：

• 需要值语义时（副本之间相互独立）。
• 数据结构较小且简单时。
• 实例的生命周期较短，且频繁创建和销毁时。

总结

类和结构体在C#中有各自的适用场景。类适用于复杂、需要引用语义的数据结构，而结构体适用于小型、简单且频繁操作的数据结构。了解它们上述的差异和使用场景，可以帮助我们在开发过程中做出更好的设计选择。