C# Struct 使用技巧？答案

【问题标题】：C# Struct usage tips?C# Struct 使用技巧？
【发布时间】：2010-10-13 00:58:54
【问题描述】：

我非常喜欢使用结构。

那么在阅读了这个article 之后，我还有什么其他的顾虑要反对一直使用它们吗？

另见：

When should I use a struct instead of a class?

When to use struct in C#?

【问题讨论】：

这是一个链接到另外三个 dup 的 dup...
我希望将 Sasha 的编辑标记为冒犯！！
@Sasha: stackoverflow.com/questions/39323/…
我添加了一些非常相似的参考资料。我没有称它们为重复，因为这不是完全相同的问题，但它足够接近，我投票结束。
@Dana：C++ 问题的链接无关紧要。 C++ 中的结构与 C# 中的结构完全不同。

标签： c# data-structures

【解决方案1】：

你应该对结构做以下考虑：

结构应该是不可变的（可变结构不直观且不可预测）
结构总是有一个无法更改的默认（公共无参数）构造函数
结构体大小不应超过 16 个字节
应覆盖 Equals 和 GetHashCode 方法以获得更好的性能
推荐实现IEquatable<T>接口
还建议重新定义 == 和 != 运算符

【讨论】：

限制大小为16字节的原因是什么？
据我所知，16 个字节是对引用类型的引用的大小。因此，在传递结构或使用它们时，您不会获得任何内存好处。虽然我会说。我不明白所有这些你应该使用不可变结构的东西。结构只是结构，如果它们是您需要的，我认为它们是您应该使用的。
可变结构：考虑以下可变结构struct Point { public int X, public int Y }。当它在集合中使用时（例如List<Point>）迭代和修改它不会更新集合中的值：foreach(var p in points /* points is Point[] */) { p.X = 3 }，因为从集合中获取元素只会给你一个copy（或元素的克隆）。将结构值作为方法参数传递也是如此。
嗨迈克尔，这并不是说我不理解结构的问题（如果你可以这样称呼的话）。您对我所说的是我认为的预期行为。因此，如果可以预期，我不会期望这些值会被修改，如果它们没有被修改也不会感到惊讶。
@Barry：假设 ClearX() 通过引用获取一个 Point 并清除 X 组件，而 PointList 是一个 List。即使编译器不允许写 PointList[5].X=0，它也会允许 ClearX(PointList[5]);然而，后面的代码不会产生任何有用的效果。恕我直言，预期的行为可能是首先禁止此类代码，但允许此类代码作为不知情的陷阱。

【解决方案2】：

我几乎从不定义自定义结构。 IMO，周围没有那么多自然值类型。

特别是，在定义可变结构之前，我会非常、非常仔细考虑，尤其是当它通过接口实现发生变异时。可变结构的行为方式完全出乎人们的意料，导致代码难以理解。

我认为值得从"Design Guidelines For Developing Class Libraries" 阅读"Choosing Between Classes and Structures"。

特别是：

不要定义结构，除非类型具有以下所有内容特点：

它在逻辑上表示单个值，类似于原始类型（整数、双精度等）。

它的实例大小小于 16 字节。

它是不可变的。

不必经常装箱。

您真的经常开发具有所有这些特征的类型吗？

【讨论】：

【解决方案3】：

它们不像类那样适合面向对象的编程范式。它们适用于小型数据结构，但除此之外我还使用类。

【讨论】：

【解决方案4】：

我认为结构的主要目的 - 只保留变量类型。如果你将一些类保留在结构中 - 你错了。

【讨论】：

【解决方案5】：

问自己以下有关您正在使用结构建模的数据集的问题：

可能需要任何获取/设置逻辑？
可能需要存储任何逻辑是数据特有的吗？
可能需要继承另一个集合数据？
可能需要另一组数据继承这个？

我认为，如果您可以对所有这些问题都回答“不”，那么没有充分的理由不使用结构。我认为人们在结构足够好的某些情况下使用静态子类。

【讨论】：

您能否详细介绍第 2 点？具有与之关联的逻辑的结构没有任何问题。
嗯，这里的关键词是“地方性”与相关。我想这不是很清楚，但我的意思是：你的结构可能需要方法吗？我的意思是，类基本上是结构 + 地方性行为（嗯，好吧，它们不止于此，但这就是我的意思）

【解决方案6】：

类比结构更容易正确实现。如果你错误地实现了一个结构，它可能会给你一些意想不到的错误。

结构不应大于 16 字节，否则您将失去大部分性能优势。

结构旨在成为一种值类型，表示某种单一实体。

结构应该是不可变的。这意味着您永远不会更改结构中的任何一个属性。如果你想要一个不同的结构值，你可以创建一个新值。

【讨论】：

其实结构体很容易正确实现。如果需要的是一组三个int，称为Moe、Larry、Curly、public struct Stooge { public int Moe, Larry, Curly; }。也许为了方便添加一个构造函数：public Stooge(int newMoe, int newLarry, int newCurly) {Moe = newMoe; Larry = newLarry; Curly = newCurly;}。试图将过多的逻辑放入结构中可能会出现问题，但有一个简单的解决方案：不要。试图用螺丝刀敲钉子的人会发现它是一把劣质的锤子，但这并不意味着螺丝刀不是一个好工具。
@supercat：这不是一个正确实现的结构，这只是一个应该是一个类的结构。一个结构应该代表一个实体，而不是多个实体的容器。
如果 Stooge 的实例在它们所包含的值之外没有任何标识，这样 100 个 Stooge 实例的数组将包含与 300 个整数完全相同的信息，那么 Stooge 必须要么是结构体，要么是不可变类；虽然在某些情况下暴露字段结构是可用的，但不可变类会更好，但我认为这些是例外而不是规则。给定Stooges[] Stooge，如果Stooge 是一个类，如何在不影响AnyOtherStooge.Moe 的情况下更改Stooges[3].Moe？需要检查多少代码...
...确认一个人这样做是正确的？如果Stooge 定义如上，Stooges[3].Moe = 27; 会很简单地完成这项工作；知道Stooges[] 是Stooge，而Moe 是Stooge 的字段就足以定义行为。如果Stooge 是一个不可变类，则可能可以执行Stooges[3] = Stooges[3].WithMoe(27);，但必须检查WithMoe 方法以确认它的作用，并检查整个Stooge 类以确保它确实是不可变的，并且WithMoe 正确复制其所有字段。这在某种程度上是一种改进？
如果一个结构的行为不是一组用胶带绑定在一起的变量，那么它应该是不可变的。但是，如果需要一组变量用胶带粘在一起，方便时可以作为一组传递，也可以单独访问（例如点的坐标），使用组似乎更合理变量用胶带粘在一起（即暴露字段结构），而不是尝试创建一个有点像一个类的类，或者让一个结构陷入困境，使其表现得像这样一个类。

【解决方案7】：

结构的使用应仅限于您真正需要的只是一个小型数据结构。（如您所读）。我只会真正将它们用于最小的数据结构，例如坐标、偏移量，有时还用于图形。

在许多方面，您可以将 C# 中的结构视为按比例缩小的类。它们与类基本相同，但更多地是为您只想将一些数据组合在一起的情况而设计的。他们在以下方面与类不同： 注意事项

结构是值类型，而不是引用类型。这意味着他们是存储在堆栈中或在- 线（如果它们是另一个的一部分存储在堆上的对象）并且拥有相同的寿命重新限制作为简单数据类型。
结构不支持继承。
存在一些差异构造函数为结构工作的方式。特别是，编译器总是提供默认的 no - 参数构造函数，你不是允许更换。

【讨论】：