C#学习笔记——结构与类

1. 值类型和引用类型

在C#中有大量的值类型， int,char,float…等C#的预定义的基本类型都是值类型，这里面string是一个例外。值类型直接包含值，变量引用的位置就是值在内存中实际存储的位置，存储在称为栈的内存区域内。引用类型和引用它们的变量指向数据存储位置。引用类型并不直接存储值，它们存储的是对一个内存位置的引用（内存地址），要去那个位置才能找到真正的数据。引用类型指向的内存区域称为堆。

我们需要使用自定义的类型时，自定义的引用类型很常用，就是我们常用的“类”。在这里要提一下自定义的值类型，一种是“结构”，另外一种是“枚举”。•    C++中的结构是多余的东西，仅仅为了兼容C而存在。C#中的结构与类有许多实质的区别，结构是轻量级的自定义数据类型，其数据存储于栈中。

2. 结构和类的区别

比较项目

struct

class

1.         存储位置

栈

托管堆

2.         变量赋值为null

不能

可以

3.         继承与派生

不支持

支持

4.         定义无参构造函数

不能

能

5.         构造函数初始化所有字段

必须

不必

6.         用new来实例化一个对象

不一定

必须

7.         定义析构函数

不能

能

8.         对象复制

正本与副本无关

浅拷贝和深拷贝

9.         如何回收

无需回收

自动回收机制

10.     参数传送

按值传送

按地址传送

11.     使用初始化表

不能

可以

12.     作为List元素能否修改

不能

可以

C++中，结构和类几乎是同义词，区别只在于：结构的成员默认为公开的，类的成员默认为私有的。但是在C#中，结构和类的成员默认都是私有的。

下面用一个代码实例说明一下上述区别的表现，代码选自《C#本质论4.0》，代码清单8-1：

using System;using System.Diagnostics;using System.ComponentModel;using System.Text;using System.Collections.Generic;namespace MyProcessSample{    struct Angle    {        //4.结构不能定义无参构造函数，所以以下的定义是错误的        //public Angle() { }//Error        //5.构造函数初始化所有字段，如下面的初始化必须包括全部三个字段        public Angle(int hours, int minutes, int seconds)        {            _Hours = hours;            _Minutes = minutes;            _Seconds = seconds;        }        public int Hours        {            get { return _Hours; }        }        public int _Hours;        public int Minutes        {            get { return _Minutes; }        }        private int _Minutes;        public int Seconds        {            get { return _Seconds; }        }        private int _Seconds;        public Angle Move(int hours, int minutes, int seconds)        {            return new Angle(                Hours + hours,                Minutes + minutes,                Seconds + seconds);        }    }    // Declaring a class - a reference type    // (declaring it as a struct would create a value type    // larger than 16 bytes.)    class Coordinate    {        //4.定义无参构造函数在类中是允许的，如下        public Coordinate() { }        public Angle Longitude        {            get { return _Longitude; }            set { _Longitude = value; }        }        private Angle _Longitude;        public Angle Latitude        {            get { return _Latitude; }            set { _Latitude = value; }        }        private Angle _Latitude;    }    class MyProcess    {        static void Main(string[] args)        {            //4.定义无参构造函数，在这里可以调用无参的构造函数，而且下面的输出为0，为什么？？            Angle ag = new Angle();            Console.WriteLine(ag.Minutes);            //2.变量赋值为null 如下的代码说明struct不能直接赋值为null            //ag = null;//Error            //而可以使用下面的方式来声明            Angle? agg = null;            if (agg.HasValue)                Console.WriteLine("Has value");            else                Console.WriteLine("=NULL");            //6.用new来实例化一个对象             //struct可以不使用new来初始化，如ag3，并且可以对公有成员初始化，当然这样会引起数据的不安全            Angle ag2 = new Angle(10, 5, 2);            Angle ag3;            ag3._Hours = 9;            //class不可以，如cd2这样的形式初始化就会报错            Coordinate cd1 = new Coordinate();            cd1.Longitude = ag2;            Coordinate cd2;            //cd2.Longitude = ag2;//Error            Coordinate cd3 = new Coordinate { Latitude = ag2, Longitude = ag };            Angle ag4 = new Angle { _Hours = 5 };//这里说明struct也是可以使用初始化列表的，前提是这个字段是公有的            Angle ag5 = new Angle(7, 3, 1);            Angle ag6 = new Angle(9, 9, 9);            List<Angle> allAgs = new List<Angle>() { ag, ag2, ag4 };            Console.WriteLine(allAgs[0].Hours + "," + allAgs[1].Hours + "," + allAgs[2].Hours);            allAgs[0] = allAgs[1];            Console.WriteLine(allAgs[0].Hours + "," + allAgs[1].Hours + "," + allAgs[2].Hours);            allAgs[0] = ag5;            Console.WriteLine(allAgs[0].Hours + "," + allAgs[1].Hours + "," + allAgs[2].Hours);            Coordinate cd5 = new Coordinate { Latitude = ag5,Longitude=ag6 };            List<Coordinate> allCds = new List<Coordinate>() { cd1, cd3 };            Console.WriteLine(allCds[0].Latitude.Minutes + "," + allCds[1].Latitude.Minutes);            allCds[0] = allCds[1];            Console.WriteLine(allCds[0].Latitude.Minutes + "," + allCds[1].Latitude.Minutes);            allCds[0] = cd5;            Console.WriteLine(allCds[0].Latitude.Minutes + "," + allCds[1].Latitude.Minutes);            //以下说明引用类型的赋值存在深拷贝，浅拷贝的问题，直接赋值相当于浅拷贝            Coordinate cd6 = cd5;            Console.WriteLine(cd6.Longitude.Hours + "," + cd5.Longitude.Hours);            cd6.Longitude = new Angle(999, 999, 999);            Console.WriteLine(cd6.Longitude.Hours + "," + cd5.Longitude.Hours);        }    }}

对第8条，对象的复制方式，struct的形式完全和常用值类型一样，但是class的复制就涉及到深拷贝和浅拷贝，可具体参考本站其它博文(http://blog.csdn.net/shaopengfei/article/details/39376441)。

第11条，第12条来自陈老师的讲课资料，不过现在验证来好象有点出入，比如第11条，如果struct里有一个公有的字段，那么是可以使用初始化列表初始化的。第12条也是，当时陈老师是这么讲解的：

List<T>中，元素只能用索引器来获取，例如 a[i]。索引器返回的本是可读可写的元素，但struct元素是按值传送的，修改返回值对于List中的元素毫无影响。例如，a[i] = a[j];     C#此时发出编译错误，实在是提醒程序员别误入陷阱。但元素如果是class的，返回值则是按地址传送的，是一个引用，修改其值就是修改List中的元素， a[i] = a[j];  是允许的。

经过验证，见上述代码的第109-122行，这些都是可以实现的。或者我对这一段理解有问题，还有待于深入的探讨。

3. 结构适合的场合

struct 类型适于表示 Point、Rectangle 和 Color 等轻量对象。 尽管使用自动实现的属性将一个点表示为类同样方便，但在某些情况下使用结构更加有效。 例如，如果声明一个 1000 个 Point 对象组成的数组，为了引用每个对象，则需分配更多内存；这种情况下，使用结构可以节约资源。 因为 .NET Framework 包含一个名为 Point 的对象，所以本示例中的结构命名为“CoOrds”。

public struct CoOrds{    public int x, y;    public CoOrds(int p1, int p2)    {        x = p1;        y = p2;    }}

将较小的类声明为结构，可以提高系统的处理效率。