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深入解析C中的结构体(struct)与类(class)核心区别及选型指南
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正文：
在C#开发中，结构体（struct）和类（class）是两种最常用的数据类型，但它们的设计目标和底层行为截然不同。理解这些差异不仅是面试常见问题，更是写出高性能代码的关键。
一、本质区别：值类型 vs 引用类型
1. 内存分配方式
- 结构体是值类型，直接存储在栈（Stack）或包含它的类型中，传递时复制整个值。csharp
public struct Point {
public int X;
public int Y;
}
Point p1 = new Point(); // 栈上分配
- 类是引用类型，实例分配在堆（Heap）上，变量仅持有引用地址。csharp
public class Student {
public string Name;
}
Student s1 = new Student(); // 堆上分配
2. 赋值与传递行为
结构体赋值会创建副本，修改副本不影响原值；而类赋值传递引用，修改任一变量会影响同一对象。
二、关键特性对比
| 特性 | 结构体 (struct) | 类 (class) |
|---------------------|-------------------------|--------------------------|
| 默认构造函数 | 不可显式定义无参构造函数 | 可自定义无参构造函数 |
| 继承 | 仅可实现接口 | 支持单继承和多层继承 |
| 可为null | 需Nullable<T>包装 | 默认支持null |
| 内存开销 | 较小（适合轻量级数据） | 较大（含对象头等开销） |
三、实战选型指南
优先使用结构体的场景：
1. 小规模数据：如坐标点(Point)、颜色值(RGB)，占用内存小于16字节。
2. 高频实例化：游戏循环中的粒子系统，避免GC压力。
3. 不可变性需求：通过readonly struct确保线程安全。
优先使用类的场景：
1. 复杂对象：需要继承或多态（如Animal→Dog）。
2. 大对象：字段超过16字节时，避免复制开销。
3. 需共享状态：多个变量引用同一实体（如订单管理系统）。
四、性能陷阱与优化
结构体的装箱问题：
将结构体转换为object或接口时会触发装箱，产生堆分配。csharp
IEnumerable<int> numbers = new List<int>(); // 无装箱
IEnumerable<int> values = new int[] { 1, 2 }; // 装箱发生！
类的GC压力：
频繁创建的类实例会导致垃圾回收频繁触发，可通过对象池缓解。
五、现代C#的改进
C# 7.2引入ref struct，允许结构体完全栈上分配，避免逃逸到堆：csharp
public ref struct StackOnlyStruct {
public int Data;
}
// 错误示例：尝试将ref struct放入堆
// List<StackOnlyStruct> list = new List<StackOnlyStruct>();
结语
选择struct还是class并非绝对，需权衡数据大小、生命周期和语义需求。微软官方建议：“默认使用类，仅在性能敏感且数据简单时改用结构体”。掌握这些原则，你的代码将更高效、更健壮。
