深入解析C#编程中struct所定义的结构

结构是使用 struct 关键字定义的，例如：

public struct PostalAddress
{
 // Fields, properties, methods and events go here...
}

结构与类共享大多数相同的语法，但结构比类受到的限制更多：

  • 在结构声明中，除非字段被声明为 const 或 static，否则无法初始化。
  • 结构不能声明默认构造函数（没有参数的构造函数）或析构函数。
  • 结构在赋值时进行复制。将结构赋值给新变量时，将复制所有数据，并且对新副本所做的任何修改不会更改原始副本的数据。在使用值类型的集合（如 Dictionary<string, myStruct>）时，请务必记住这一点。
  • 结构是值类型，而类是引用类型。
  • 与类不同，结构的实例化可以不使用 new 运算符。
  • 结构可以声明带参数的构造函数。
  • 一个结构不能从另一个结构或类继承，而且不能作为一个类的基。所有结构都直接继承自 System.ValueType，后者继承自 System.Object。
  • 结构可以实现接口。
  • 结构可用作可以为 null 的类型，因而可向其赋 null 值。

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;
 }
}

为结构定义默认（无参数）构造函数是错误的。在结构体中初始化实例字段也是错误的。只能通过两种方式初始化结构成员：一是使用参数化构造函数，二是在声明结构后分别访问成员。对于任何私有成员或以其他方式设置为不可访问的成员，只能在构造函数中进行初始化。
如果使用 new 运算符创建结构对象，则会创建该结构对象，并调用适当的构造函数。与类不同，结构的实例化可以不使用 new 运算符。在此情况下不存在构造函数调用，因而可以提高分配效率。但是，在初始化所有字段之前，字段将保持未赋值状态且对象不可用。
当结构包含引用类型作为成员时，必须显式调用该成员的默认构造函数，否则该成员将保持未赋值状态且该结构不可用。（这将导致编译器错误 CS0171。）
对于结构，不像类那样存在继承。一个结构不能从另一个结构或类继承，而且不能作为一个类的基。但是，结构从基类 Object 继承。结构可实现接口，其方式同类完全一样。
无法使用 struct 关键字声明类。在 C# 中，类与结构在语义上是不同的。结构是值类型，而类是引用类型。

除非需要引用类型语义，将较小的类声明为结构，可以提高系统的处理效率。
示例 1
描述
下面的示例演示使用默认构造函数和参数化构造函数的 struct 初始化。
代码

 public struct CoOrds
{
 public int x, y;

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

 // Declare and initialize struct objects.
class TestCoOrds
{
 static void Main()
 {
 // Initialize:
 CoOrds coords1 = new CoOrds();
 CoOrds coords2 = new CoOrds(10, 10);

 // Display results:
 Console.Write("CoOrds 1: ");
 Console.WriteLine("x = {0}, y = {1}", coords1.x, coords1.y);

 Console.Write("CoOrds 2: ");
 Console.WriteLine("x = {0}, y = {1}", coords2.x, coords2.y);

 // Keep the console window open in debug mode.
 Console.WriteLine("Press any key to exit.");
 Console.ReadKey();
 }
}

输出：

 CoOrds 1: x = 0, y = 0
 CoOrds 2: x = 10, y = 10

示例 2
描述
下面举例说明了结构特有的一种功能。它在不使用 new 运算符的情况下创建 CoOrds 对象。如果将 struct 换成 class，程序将不会编译。
代码

 public struct CoOrds
{
 public int x, y;

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

 // Declare a struct object without "new."
class TestCoOrdsNoNew
{
 static void Main()
 {
 // Declare an object:
 CoOrds coords1;

 // Initialize:
 coords1.x = 10;
 coords1.y = 20;

 // Display results:
 Console.Write("CoOrds 1: ");
 Console.WriteLine("x = {0}, y = {1}", coords1.x, coords1.y);

 // Keep the console window open in debug mode.
 Console.WriteLine("Press any key to exit.");
 Console.ReadKey();
 }
}

输出：

 CoOrds 1: x = 10, y = 20
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