C＃中的结构与类：什么时候应该选择一个结构？

C# 结构体与类的选择：何时使用结构体？

简介

在开发人员中，结构体的使用一直是一个争论不休的话题，关于其适当的应用方式，意见不一。本文旨在根据最佳实践和实际示例，指导何时应考虑使用结构体。

微软的建议

与其仅仅依赖第三方资源，不如参考微软关于结构体使用的官方立场，这能提供宝贵的见解：

• 对于小型、短暂或嵌入式对象，请考虑使用结构体。

• 除非满足以下条件，否则避免使用结构体：

  • 代表单个值，类似于基元类型
  • 实例大小小于 16 字节
  • 是不可变的
  • 最小化装箱需求

微软的实际偏差

有趣的是，微软内部代码有时会违反这些规则，这展示了这样做的灵活性和实际原因。例如，Dictionary<TKey, TValue> 使用内部结构体来提高性能并满足接口实现要求。

规则改进

根据微软的建议和对实际用法的检查，出现了以下改进后的规则：

1. 将结构体用于值： 结构体应表示具有单个或有限值的逻辑单元，类似于基元类型。
2. 考虑性能： 由于结构体的值类型特性，可以提高性能，避免与引用类型相关的开销。
3. 避免可变性和装箱： 结构体通常应该是不可变的，并且不应频繁装箱以避免性能下降。
4. 谨慎使用接口： 实现接口的结构体将成为引用类型，并可能产生装箱开销。

实际示例：字典实现

Dictionary<TKey, TValue> 类提供了一个结构体用法的说明性示例：

• 内部结构体 Entry 和 Enumerator 代表单个值。
• 它们用于优化性能并避免频繁装箱。
• 但是，它们违反了不可变性和实例大小规则以满足特定的实现要求。

与类的比较

为了理解结构体和类之间的性能差异，请考虑对包含 300,000 个整数的字典执行以下操作：

操作	结构体	类
容量	312874	312874
内存大小	2660827 字节	2660827 字节
调整大小时间	5 毫秒	26 毫秒
总填充时间	889 毫秒	964 毫秒

使用结构体的性能提升在更快的调整大小方面很明显，这证明了值类型的效率。但是，初始化结构体的引用类型数组会产生额外的性能成本。

结论

是否使用结构体或类应取决于应用程序的具体要求。对于面向值的物件，结构体提供了性能优势和逻辑凝聚力。通过仔细遵守所讨论的原则并考虑实际影响，开发人员可以有效地利用结构体来增强其 C# 代码库。

以上是C＃中的结构与类：什么时候应该选择一个结构？的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章！