关于C#结构体 你需要知道的

在C#中，结构体是一种轻量级的数据类型，它是一种值类型，而不是引用类型。结构体可以包含字段、方法、属性、构造函数和操作符等成员。

为什么要使用结构体

使用结构体可以提高程序的性能和效率。因为结构体是值类型，而值类型是直接存储在栈上的，这样就避免了装箱和拆箱带来的性能损失。另外，结构体通常不需要被垃圾回收机制处理，所以也减少了内存管理的开销。

另外，结构体在某些情况下可以有效地描述程序中的概念和对象。例如，可以使用结构体表示三维向量、颜色、日期等相关数据。

结构体的定义和使用

结构体的定义和使用与类类似，但有些细微的差别。结构体的定义关键字是struct，而不是class。结构体可以包含字段、方法、属性、构造函数和操作符等成员，也可以实现接口。

下面是一个简单的结构体定义示例：

public struct Point
{
    public int X;
    public int Y;
}

在这个例子中，我们定义了一个名为Point的结构体，它有两个公共的int类型字段：X和Y。

接下来的代码示例演示了如何使用结构体创建对象，并访问它的字段。

Point p = new Point();
p.X = 10;
p.Y = 20;
Console.WriteLine("X:{0}, Y:{1}", p.X, p.Y);

结构体的限制和建议

尽管结构体具有一些优点，但它也有一些限制和建议，我们需要注意。下面是一些需要注意的地方：

• 结构体比较适合描述小大小的对象，不适合用于描述大型对象。
• 结构体不能继承其他结构体或类，也不能作为基类。
• 如果结构体包含引用类型的成员，它就不再是轻量级的了，而是需要赋值和复制引用，会影响性能表现。
• 最好将结构体声明为不可变类型（包含只读字段），这样可以更好的控制数据的一致性和线程安全性。

结论

在C#中，结构体是一种轻量级的数据类型，它可以有效地提高程序的性能和效率。在设计程序时，需要根据实际需要选择合适的数据类型来描述程序中的概念和对象。如果需要描述小大小的对象，可以考虑使用结构体。因为结构体是值类型，所以需要注意它的限制和建议，以免降低程序的性能表现。

示例1：使用结构体表示三维向量

public struct Vector3D
{
    public float X;
    public float Y;
    public float Z;

    public Vector3D(float x, float y, float z)
    {
        X = x;
        Y = y;
        Z = z;
    }

    public float Magnitude()
    {
        return (float)Math.Sqrt(X * X + Y * Y + Z * Z);
    }

    public static Vector3D operator +(Vector3D lhs, Vector3D rhs)
    {
        return new Vector3D(lhs.X + rhs.X, lhs.Y + rhs.Y, lhs.Z + rhs.Z);
    }
}

Vector3D v1 = new Vector3D(1.0f, 2.0f, 3.0f);
Vector3D v2 = new Vector3D(4.0f, 5.0f, 6.0f);
Vector3D v3 = v1 + v2;

Console.WriteLine("||v3|| = {0}", v3.Magnitude());

示例2：使用结构体表示日期时间

public struct DateTime
{
    public int Year;
    public int Month;
    public int Day;
    public int Hour;
    public int Minute;
    public int Second;

    public DateTime(int year, int month, int day, int hour, int minute, int second)
    {
        Year = year;
        Month = month;
        Day = day;
        Hour = hour;
        Minute = minute;
        Second = second;
    }

    public override string ToString()
    {
        return string.Format("{0}-{1}-{2} {3}:{4}:{5}", Year, Month, Day, Hour, Minute, Second);
    }
}

DateTime now = new DateTime(2021, 10, 16, 12, 30, 0);
Console.WriteLine("Now: {0}", now.ToString());