C#基础教程之类class与结构struct的区别

下面是对于C#基础教程中class与struct的区别的详细讲解：

什么是class与struct

class和struct都是C#中用于封装数据和行为的能力。他们两个非常相似，并且可以实现相同的功能。

class是引用类型，struct是值类型。使用class类型创建的对象，会在堆中分配内存。当你使用new操作符实例化一个类对象时，实际上是在堆上为类分配了一块内存空间。唯一标识这块内存空间的是该对象的引用地址。而struct类型则会在栈中分配内存，在定义值类型变量时，变量实际上存储的是值类型对象的副本，而不是引用，因此它的操作更快。

class与struct的区别

1. 封装性

在C#中，class和struct都可以用来封装数据和行为；但是他们的封装方式不同。

class是引用类型，因此使用class定义的对象始终是基于对象引用的概念。换句话说，使用class处理数据，就是让类实例引用数据，并且通常情况下，只会创建一个类实例来引用这些数据。

class Animal
{
    public string Name { get; set; }
}

class Example
{
    static void Main()
    {
        Animal firstAnimal = new Animal();
        Animal secondAnimal = new Animal();
        firstAnimal.Name = "Tiger";
        secondAnimal.Name = "Lion";
        Console.WriteLine(firstAnimal.Name); // Output: Tiger
        Console.WriteLine(secondAnimal.Name); // Output: Lion
    }
}

struct是值类型，因此使用struct封装的数据通常是基于值的概念。使用struct时，每个结构实例都有自己的数据和状态。结构的实例通常都是基于值类型分配的组合类型。

struct Animal
{
    public string Name { get; set; }
}

class Example
{
    static void Main()
    {
        Animal firstAnimal = new Animal();
        Animal secondAnimal = firstAnimal;
        firstAnimal.Name = "Tiger";
        secondAnimal.Name = "Lion";
        Console.WriteLine(firstAnimal.Name); // Output: Tiger
        Console.WriteLine(secondAnimal.Name); // Output: Lion
    }
}

结果显示，使用结构实例时，数据值真正地根据值属性定义，并且每个实例都包含此特定值。

1. 继承

在C#中，class支持类的继承，而且继承是OOP程序设计中非常常见的技术。而struct则不支持继承。

class Animal
{
    public string Name { get; set; }
    public virtual void Move()
    {
        Console.WriteLine("I am animal and I can move!");
    }
}

class Mammal : Animal
{
    public bool Fur { get; set; }
}

class Example
{
    static void Main()
    {
        Animal animal = new Animal();
        Mammal mammal = new Mammal();
        mammal.Fur = true;
        mammal.Move(); // Output: I am animal and I can move!
    }
}

1. 可空性

在C#中，可以使用可空类型定义类型的可空属性。这在某些代码中非常有用。

由于struct是值类型，因此它可以被定义为可空类型。class是引用类型，不能直接定义可空属性。

struct Animal
{
    public string Name { get; set; }
}

class Example
{
    static void Main()
    {
        Animal? animal = null;
        Console.WriteLine(animal.HasValue); // Output: False
    }
}

1. 默认继承

在C#中，所有的类都是object的派生类，这意味着类具有object类的所有成员。而struct则不是由object派生的，因此它们需要单独实现任何成员。

以下是来自class和 struct的默认派生类的示例：

class ExampleClass
{
    // The class inherits from object, so it has ToString
    public override string ToString()
    {
        return "I am a class.";
    }
}

struct ExampleStruct
{
    // The struct doesn't inherit from object, so it doesn't
    // have ToString
    //public override string ToString()
    //{
    //  return "I am a struct.";
    //}
}

class Example
{
    static void Main()
    {
        ExampleClass a = new ExampleClass();
        ExampleStruct b = new ExampleStruct();
        Console.WriteLine(a.ToString());  // Output: I am a class.
        //Console.WriteLine(b.ToString());  // Error CS1061 类型“ExampleStruct”上不存在“ToString”的定义，且找不到可接受该名称的第一个参数的扩展方法
    }
}

结论

class和struct在C#中都是封装数据和行为的优秀工具。但是，它们有不同的特征和限制用法。一般来说，开发人员可以根据特定的开发场景和需要决定使用哪种类型。