.NET中的结构体(struct)和类(class)有什么核心区别?如何根据场景选择?

小老鼠
发布: 2025-11-12 20:33:17
原创
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结构体是值类型,赋值复制数据,分配在栈上,适合轻量级数据;类是引用类型,赋值复制引用,分配在堆上,支持继承多态,适合复杂对象。

.net中的结构体(struct)和类(class)有什么核心区别?如何根据场景选择?

结构体(struct)和类(class)在 .NET 中都用于封装数据和行为,但它们在本质上有关键区别,直接影响性能、内存使用和编程逻辑。

1. 值类型 vs 引用类型

struct 是值类型,变量直接包含数据。赋值时会复制整个数据内容。

class 是引用类型,变量保存的是指向堆上对象的引用。赋值只是复制引用,不复制实际数据。

示例:

当你把一个 struct 变量赋给另一个变量,两个变量各自拥有独立的数据副本;修改其中一个不会影响另一个。而 class 的两个变量如果指向同一个实例,修改一个会影响另一个。

2. 内存分配方式不同

struct 通常分配在上(局部变量时),生命周期短,释放快。

class 实例分配在托管堆上,由垃圾回收器(GC)管理,可能带来额外开销。

频繁创建小型对象时,struct 可减少 GC 压力。

3. 默认构造函数与字段初始化限制

struct 不能声明无参构造函数(C# 10+ 放宽部分限制),所有字段必须在构造中赋值。

class 可以自由定义构造函数,包括无参构造,并可延迟初始化字段。

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struct 成员变量不能在声明时直接初始化(除非是 const 或 static),而 class 可以。

4. 继承与多态能力

struct 不支持继承(不能被继承,也不能继承类),但可以实现接口。

class 支持完整的面向对象特性:继承、虚方法、多态等。

这意味着需要复杂行为扩展时,class 更合适。

5. null 值处理

struct 是值类型,不能为 null(除非使用 Nullable<T> 或 ? 语法)。

class 变量可以为 null,适合表示“无值”状态。

如何根据场景选择?

选择 struct 还是 class,应基于语义和性能考虑:

  • 用 struct 当:
    • 表示一个轻量级的数据结构,比如坐标点(Point)、矩形(Rectangle)、金额(Money)。
    • 主要包含数据,行为很少。
    • 实例小(通常小于 16 字节建议)且频繁创建/销毁。
    • 希望避免堆分配和 GC 开销。
    • 逻辑上应该是“值”的概念,比如 int、double。
  • 用 class 当:
    • 需要继承、多态或复杂的封装逻辑。
    • 对象较大或生命周期长。
    • 需要支持 null 语义。
    • 多个地方共享同一份数据(通过引用)。
    • 有状态管理、事件、资源持有等高级功能。

基本上就这些。简单说:小数据、值语义 → struct;大对象、行为丰富、需继承 → class。

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