C＃中的結構與類：什麼時候應該選擇一個結構？

C# 結構體與類的選擇：何時使用結構體？

簡介

在開發人員中，結構體的使用一直是一個爭論不休的話題，關於其適當的應用方式，意見不一。本文旨在根據最佳實踐和實際示例，指導何時應考慮使用結構體。

微軟的建議

與其僅僅依賴第三方資源，不如參考微軟關於結構體使用的官方立場，這能提供寶貴的見解：

• 對於小型、短暫或嵌入式對象，請考慮使用結構體。

• 除非滿足以下條件，否則避免使用結構體：

  • 代表單個值，類似於基元類型
  • 實例大小小於 16 字節
  • 是不可變的
  • 最小化裝箱需求

微軟的實際偏差

有趣的是，微軟內部代碼有時會違反這些規則，這展示了這樣做的靈活性和實際原因。例如，Dictionary<TKey, TValue> 使用內部結構體來提高性能並滿足接口實現要求。

規則改進

根據微軟的建議和對實際用法的檢查，出現了以下改進後的規則：

1. 將結構體用於值： 結構體應表示具有單個或有限值的邏輯單元，類似於基元類型。
2. 考慮性能： 由於結構體的值類型特性，可以提高性能，避免與引用類型相關的開銷。
3. 避免可變性和裝箱： 結構體通常應該是不可變的，並且不應頻繁裝箱以避免性能下降。
4. 謹慎使用接口： 實現接口的結構體將成為引用類型，並可能產生裝箱開銷。

實際示例：字典實現

Dictionary<TKey, TValue> 類提供了一個結構體用法的說明性示例：

• 內部結構體 Entry 和 Enumerator 代表單個值。
• 它們用於優化性能並避免頻繁裝箱。
• 但是，它們違反了不可變性和實例大小規則以滿足特定的實現要求。

與類的比較

為了理解結構體和類之間的性能差異，請考慮對包含 300,000 個整數的字典執行以下操作：

操作	结构体	类
容量	312874	312874
内存大小	2660827 字节	2660827 字节
调整大小时间	5 毫秒	26 毫秒
总填充时间	889 毫秒	964 毫秒

使用結構體的性能提昇在更快的調整大小方面很明顯，這證明了值類型的效率。但是，初始化結構體的引用類型數組會產生額外的性能成本。

結論

是否使用結構體或類應取決於應用程序的具體要求。對於面向值的物件，結構體提供了性能優勢和邏輯凝聚力。通過仔細遵守所討論的原則並考慮實際影響，開發人員可以有效地利用結構體來增強其 C# 代碼庫。

以上是C＃中的結構與類：什麼時候應該選擇一個結構？的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！