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C#的struct和class怎么选?C#值类型与引用类型的选择之道

煙雲

煙雲

发布时间:2025-11-22 18:58:02

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来源于php中文网

原创

struct是值类型,赋值时复制数据,适合小、简单、不可变的轻量级数据;class是引用类型,赋值时复制引用,支持继承多态,适合复杂对象和共享状态。多数情况应优先使用class,仅在需高性能、值语义时选用struct。

c#的struct和class怎么选?c#值类型与引用类型的选择之道

在C#中,structclass 都可以用来定义自定义类型,但它们的根本区别在于:struct 是值类型,class 是引用类型。选择哪一个,直接影响内存分配、性能、行为逻辑和程序设计的清晰性。选错可能带来性能损耗或难以察觉的bug。

理解值类型与引用类型的核心差异

struct 属于值类型,变量直接包含数据,赋值时会复制整个数据。class 是引用类型,变量保存的是对象的引用(指针),赋值时只复制引用,多个变量可能指向同一个对象。

这意味着:

  • 值类型(struct)在上分配(通常),生命周期短,访问快,但频繁复制大对象会拖慢性能
  • 引用类型(class)在堆上分配,通过GC管理,适合复杂、长期存在的对象,但有额外的内存开销和GC压力
  • 修改 struct 实例的字段不会影响其他副本;而 class 的实例被多个变量引用时,一处修改处处生效

什么时候该用 struct?

struct 适用于“小、简单、不可变、频繁创建”的数据结构。典型场景包括:

  • 表示几何点、向量、颜色、矩形等轻量级数据结构(如 System.Numerics 中的 Vector3)
  • 作为函数返回多个值的载体,且不希望被意外修改
  • 需要避免堆分配以提升性能的高频操作(如游戏循环、数学计算)

使用 struct 要注意:

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  • 不要超过 16 字节,否则复制成本高
  • 尽量设为 readonly,防止意外修改和装箱问题
  • 避免在 struct 中定义虚方法或事件,语义混乱

什么时候该用 class?

class 更适合大多数面向对象编程场景:

  • 对象有状态且需要被多个地方共享引用
  • 需要继承、多态、虚方法
  • 对象较大或生命周期较长
  • 需要实现接口并依赖引用语义(如 INotifyPropertyChanged)

大多数业务模型、服务类、UI 控件都应使用 class。它更灵活,符合常规 OOP 设计习惯。

关键决策 checklist

面对选择时,问自己这几个问题:

  • 这个类型是否代表一个“数值”或“数据包”,而不是一个“实体”?是 → struct
  • 它的大小是否小于 16 字节?是 → struct 更合适
  • 是否需要继承或实现多态?是 → 必须用 class
  • 是否会被频繁复制或短期使用?是 → struct 可减少 GC 压力
  • 是否需要 null 值或可空语义?是 → class 更自然(struct 需 Nullable

基本上就这些。多数情况下,class 是默认选择。只有当你明确需要值语义、高性能和轻量级数据封装时,才考虑 struct。设计时想清楚数据的使用方式,比纠结语法更重要。

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