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C# 结构体（Struct）

结构体（Struct）是 C# 语言中一种自定义的值类型，它可以包含多个字段、属性和方法。结构体在某些情况下可以替代类，特别是当您需要一个轻量级、快速且不需要继承或引用语义的数据结构时。本教程将介绍如何在 C# 中定义和使用结构体。

定义结构体

要定义一个结构体，请使用 struct 关键字和名称来声明结构体。然后，在大括号 {} 内添加字段、属性和方法。例如：

                public struct Point
                {
                    public int X;
                    public int Y;

                    public Point(int x, int y)
                    {
                        X = x;
                        Y = y;
                    }

                    public double DistanceToOrigin()
                    {
                        return Math.Sqrt(X * X + Y * Y);
                    }
                }
                

在这个示例中，我们定义了一个名为 Point 的结构体，它具有两个整数字段（X 和 Y）以表示二维坐标系上的点，一个构造函数（用于初始化点的坐标），以及一个计算距离原点的方法（DistanceToOrigin()）。

创建和使用结构体实例

创建结构体实例时，可以使用默认的无参构造函数或自定义的构造函数。但请注意，默认构造函数不会初始化字段，因此在访问未初始化的字段之前，需要显式地为其赋值。

                Point point1 = new Point(); // 使用默认构造函数创建实例
                point1.X = 3;
                point1.Y = 4;

                Point point2 = new Point(5, 6); // 使用自定义构造函数创建实例

                double distance1 = point1.DistanceToOrigin(); // 调用 DistanceToOrigin() 方法
                Console.WriteLine("Distance to origin for point1: " + distance1); // 输出: Distance to origin for point1: 5

                double distance2 = point2.DistanceToOrigin();
                Console.WriteLine("Distance to origin for point2: " + distance2); // 输出: Distance to origin for point2: 7.810249675906654
                

结构体与类的区别

结构体和类在 C# 中具有相似的特性，但它们之间存在以下关键差异：

• 结构体是值类型，而类是引用类型。这意味着结构体赋值给另一个变量时，会发生值拷贝；而类赋值给另一个变量时，仅拷贝引用。
• 结构体不能继承其他结构体或类，也不能被继承（但可以实现接口）。
• 结构体不能有析构函数（Finalizer）。
• 结构体的实例可以直接声明，而无需使用 new 关键字创建。然而，在这种情况下，必须显式地初始化每个字段。
• 结构体中的字段不能未经初始化就被使用。

结构体的适用情况

在以下场景中，您可能需要考虑使用结构体而非类：

• 当您需要一个轻量级的数据结构时。
• 当您不需要引用类型的语义（例如继承、多态）时。
• 当您不希望产生过多的堆内存分配（可能导致垃圾回收性能下降）时。

然而，请注意，当结构体变得较大时（尤其是包含多个字段或引用的情况下），使用结构体可能会降低性能。这是因为结构体是值类型，它们在作为方法参数传递时会进行值拷贝，导致额外的性能开销。