TearSnow Fan


C#中结构(体)的使用

虽然C#中的类具有很强的灵活性,几乎可以取代结构的所有用途,但是有时我们仅需要一个小的数据结构。此时,类提供的功能多于我们需要的功能,由于性能的原因,最好使用结构。看看下面的例子:

[code language="csharp"]
class Dimensions
{
public double Length;
public double Width;
}
[/code]

因为只有两个数字,把它们当作一对来处理,要比单个处理方便一些。这不需要很多方法,也不需要从类中继承,也不希望.NET运行库在堆中遇到麻烦和性能问题,只需存储两个double类型的数据即可。

为此,可以用关键字struct代替class,定义一个结构而不是类:

[code language="csharp"]
struct Dimensions
{
public double Length;
public double Width;
}
[/code]

为结构定义函数与为类定义函数完全相同。下面的代码演示了结构的构造函数和属性:

[code language="csharp"]
struct Dimensions
{
public double Length;
public double Width;

Dimensions(double length, double width)
{ Length= length; Width= width; }

public int Diagonal
{
{
get
{
return Math.Sqrt(Length* Length + Width* Width);
}
}
}
}
[/code]

在许多方面,可以把C#中的结构看作是缩小的类。它们基本上与类相同,但更适合于把一些数据组合起来的场合。它们与类的区别在于:

● 结构是值类型,不是引用类型。它们存储在堆栈中或存储为内联(inline)(如果它们是另一个对象的一部分,就会保存在堆中),其生存期的限制与简单的数据类型一样。

● 结构不支持继承。

● 结构的构造函数的工作方式有一些区别。尤其是编译器总是提供一个无参数的默认构造函数,这是不允许替换的。

● 使用结构,可以指定字段如何在内存中布局(本文暂时不讨论)。

因为结构实际上是把数据项组合在一起,有时大多数甚至全部字段都声明为public。严格说来,这与编写.NET代码的规则相背—— 根据Microsoft,字段(除了const字段之外)应总是私有的,并由公共属性封装。但是,对于简单的结构,许多开发人员都认为公共字段是可接受的编程方式。

注意:

C++开发人员要注意,C#中的结构在实现方式上与类大不相同。这与C++的情形完全不同,在C++中,类和结构是相同的对象。

下面将详细说明类和结构之间的区别。

1、结构是值类型

虽然结构是值类型,但在语法上常常可以把它们当作类来处理。例如,在上面的Dimensions类的定义中,可以编写下面的代码:

[code language="csharp"]
Dimensions point = new Dimensions();
point.Length = 3;
point.Width = 6;
[/code]

注意,因为结构是值类型,所以new运算符与类和其他引用类型的工作方式不同。new运算符并不分配堆中的内存,而是调用相应的构造函数,根据传送给它的参数,初始化所有的字段。同时对于结构,可以不适用new关键字,例如编写下述代码:

[code language="csharp"]
Dimensions point;
point.Length = 3;
point.Width = 6;
[/code]

如果Dimensions是一个类,就会产生一个编译错误,因为point包含一个未初始化的引用——不指向任何地方的一个地址,所以不能给其字段设置值。但对于结构,变量声明实际上是为整个结构分配堆栈中的空间,所以就可以赋值了。但要注意下面的代码会产生一个编译错误,编译器会抱怨用户使用了未初始化的变量(变量声明并未经过初始化):

[code language="csharp"]
Dimensions point;
Double D = point.Length;
[/code]

结构遵循其他数据类型都遵循的规则:在使用前所有的元素都必须进行初始化。在结构上调用new运算符,或者给所有的字段分别赋值,结构就已经完全初始化了。当然,如果结构定义为类的成员字段,在初始化包含对象时,该结构会自动初始化为0。

在结构声明中,除非字段被声明为 const 或 static,否则无法初始化。

结构是值类型,所以会影响性能,但根据使用结构的方式,这种影响可能是正面的,也可能是负面的。正面的影响是为结构分配内存时,速度非常快,因为它们将内联或者保存在堆栈中。在结构超出了作用域被删除时,速度也很快。另一方面,只要把结构作为参数来传递或者把一个结构赋给另一个结构(例如A=B,其中A和B是结构),结构的所有内容就被复制,而对于类,则只复制引用。这样,就会有性能损失,根据结构的大小,性能损失也不同。注意,结构主要用于小的数据结构。但当把结构作为参数传递给方法时,可以把它作为ref参数传递,以避免性能损失——此时只传递了结构在内存中的地址,这样传递速度就与在类中的传递速度一样快了。另一方面,如果这样做,就必须注意被调用的方法可以改变结构的值。

2、结构不支持继承

结构不是为继承设计的。不能从一个结构中继承,惟一的例外是结构(和C#中的其他类型一样)派生于类System.Object。因此,结构也可以访问System.Object的方法。在结构中,甚至可以重写System.Object中的方法—— 例如重写ToString()方法。结构的继承链是:每个结构派生于System.ValueType,System.ValueType派生于System.Object。ValueType并没有给Object添加任何新成员,但提供了一些更适合结构的执行代码。注意,不能为结构提供其他基类:因为每个结构都派生于ValueType。

3、结构的构造函数

为结构定义构造函数的方式与为类定义构造函数的方式相同,但不允许定义无参数的构造函数。

前面说过,默认构造函数把所有的字段都初始化为0,且总是隐式地给出,即使提供了其他带参数的构造函数,也是如此。也不能提供字段的初始值,以此绕过默认构造函数。下面的代码会产生编译错误:

[code]
struct Dimensions
{
public double Length = 1;       // error. Initial values not allowed
public double Width = 2;        // error. Initial values not allowed
[/code]

当然,如果Dimensions声明为一个类,这段代码就不会有编译错误。

另外,可以像类那样为结构提供Close()或Dispose()方法。

本文固定链接: https://blog.xieyc.com/csharp-struct/ | 小谢的小站

该日志由 xieyc 于2013年06月12日发表在 编程 分类下, 你可以发表评论,并在保留原文地址及作者的情况下引用到你的网站或博客。
原创文章转载请注明: C#中结构(体)的使用 | 小谢的小站
关键字: ,

C#中结构(体)的使用:等您坐沙发呢!

发表评论


快捷键:Ctrl+Enter
//added by myself XIEYC