C# 中的结构类型（struct type）

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C# 中的结构类型（struct type）

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　　像类一样，结构（struct）是能够包含数据成员和函数成员的数据结构，但是与类不同，结构是值类型，不需要堆分配。结构类型不支持用户指定的继承，并且所有的结构类型都隐式地从类型 object 继承。

　　结构是使用 struct 关键字定义的，通常用来封装小类型相关变量组，例如，矩形的坐标或商品的特征。下面的示例显示了一个简单的结构类型。

public struct Book
{
    public decimal price;
    public string title;
    public string author;
}

　　结构对于具有值语义的小型的数据结构特别有用。复数、坐标系中的点或字典中的“键-值”对都是结构类型的典型示例。对小型数据结构而言，使用结构而不是用类会大大节省应用程序分配的量。例如，下面的程序创建并初始化一个含有 100 个点的数组。对于作为类实现的 Piont，出现了 101 个实例对象，其中，数组需要一个，它的 100 个元素每一个都需要一个，具体情况看下例：

        //使用类进行“键-值”对的应用
using System;
namespace Test
{
    class Piont
    {
        public int x, y;
        public Piont(int x, int y)
        {
            this.x = x;
            this.y = y;
        }
    }
    class PiontClass
    {
        static void Main()
        {
            Piont[] pionts = new Piont[];
            for (int i = ; i < ; i++)
                pionts[i] = new Piont(i, i);
 
        }
    }
}

　　一种替代办法是将 Piont 定义为结构。

struct Piont
{
    public int x, y;
    public Piont(int x, int y)
    {
        this.x = x;
        this.y = y;
    }
}

　　替换后，示例如下：

        //使用 struct 后的示例
using System;
namespace Test
{
    struct Piont
    {
        public int x, y;
        public Piont(int x, int y)
        {
            this.x = x;
            this.y = y;
        }
    }
    class PiontClass
    {
        static void Main()
        {
            Piont[] pionts = new Piont[];
            for (int i = ; i < ; i++)
                pionts[i] = new Piont(i, i);
 
        }
    }
}

　　现在，只有一个对象被实例化（即用于数组的那个对象），而 Piont 实例以值的形式直接内联存储在数组中。

　　结构构造函数也是使用 new 运算调用，但是这并不意味着会分配内存。与动态分配对象并返回对它的引用不同，结构构造函数直接返回构造值本身（通常是堆栈上的一个临时位置），然后根据需要复制该结构值。

　　对于类，两个变量可能引用同一对象，因此对一个变量进行操作可能影响另一个变量所引用的对象。对于结构，每个变量都有自己的数据副本，对一个变量操作不可能影响另一个变量。下面的代码段产生的输出取决于 Piont 是类还是构造。

　　Piont a = new Piont(10,10);

　　Piont b= a;

　　a.x = 20;

　　Console.WriteLine(b.x);

　　如果 Piont 是类，将输出是 20，因为 a 和 b 引用同一对象。如果 Piont 是结构，输出将是 10，因为将 a 对 b 的赋值创建了该值的一个副本，因此接下来对 a.x 的赋值不会影响 b 这一副本。

　　前一示例突出了结构的两个限制。首先，赋值整个结构常数不如复制对象引用的效率高，因此结构类型的赋值和值参数传递可能比引用类型的开销更大。其次，除了 ref 和 out 参数，不可能创建对结构的引用，这样限制了结构的应用范围。

　　结构还可以包含构造函数、常量、字段、方法、属性、索引器、运算符、事件和嵌套类型，但如果同时需要上述几种成员，则应当考虑改为使用类作为类型。

　　结构可是实现接口，但它们无法继承另一个结构。因此，结构成员无法声明为 protected。

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