本教程介绍结构的语法和用法。它还涉及类与结构之间的重大差异。
示例文件
请参见“结构”示例以下载和生成本教程中讨论的示例文件。
教程
此教程包括两个示例。第一个示例向您展示如何声明和使用结构,而第二个示例演示向方法传递实例时结构和类之间的差异。还向您介绍下列主题:
- 结构与类
- 堆还是堆栈?
- 构造函数和继承
- 结构上的属性
示例 1
本示例声明一个结构,它有三个成员:一个属性、一个方法和一个私有字段。本示例创建该结构的一个实例,并将其投入使用:
// struct1.csusing System;struct SimpleStruct{ private int xval; public int X { get { return xval; } set { if (value < 100) xval = value; } } public void DisplayX() { Console.WriteLine("The stored value is: {0}", xval); }}class TestClass{ public static void Main() { SimpleStruct ss = new SimpleStruct(); ss.X = 5; ss.DisplayX(); }}
输出
The stored value is: 5
结构与类
结构可能看似类,但存在一些重要差异,应引起注意。首先,类为引用类型,而结构为值类型。使用结构,您可以创建行为类似内置类型的对象,同时享有它们的好处。
堆还是堆栈?
在类上调用“新建”(New) 运算符时,它将在堆上进行分配。但是,当实例化结构时,将在堆栈上创建结构。这样将产生性能增益。而且,您不会像对待类那样处理对结构实例的引用。您将直接对结构实例进行操作。鉴于此原因,向方法传递结构时,结构将通过值传递,而不是作为引用传递。
示例 2
本示例展示当向方法传递结构时,将传递该结构的副本,而传递类实例时,将传递一个引用。
// struct2.csusing System;class TheClass{ public int x;}struct TheStruct{ public int x;}class TestClass{ public static void structtaker(TheStruct s) { s.x = 5; } public static void classtaker(TheClass c) { c.x = 5; } public static void Main() { TheStruct a = new TheStruct(); TheClass b = new TheClass(); a.x = 1; b.x = 1; structtaker(a); classtaker(b); Console.WriteLine("a.x = {0}", a.x); Console.WriteLine("b.x = {0}", b.x); }}
输出
a.x = 1b.x = 5
代码讨论
本示例的输出表明:当向 classtaker 方法传递类实例时,只更改了类字段的值。但是向 structtaker 方法传递结构实例并不更改结构字段。这是因为向 structtaker 方法传递的是结构的副本,而向 classtaker 方法传递的是对类的引用。
构造函数和继承
结构可以声明构造函数,但它们必须带参数。声明结构的默认(无参数)构造函数是错误的。结构成员不能有初始值设定项。总是提供默认构造函数以将结构成员初始化为它们的默认值。
使用 New 运算符创建结构对象时,将创建该结构对象,并且调用适当的构造函数。与类不同的是,结构的实例化可以不使用 New 运算符。如果不使用“新建”(new),那么在初始化所有字段之前,字段将保持未赋值状态,且对象不可用。
对于结构,不像类那样存在继承。一个结构不能从另一个结构或类继承,而且不能作为一个类的基。但是,结构从基类对象继承。结构可实现接口,而且实现方式与类实现接口的方式完全相同。以下是结构实现接口的代码片段:
interface IImage{ void Paint();}struct Picture : IImage{ public void Paint() { // painting code goes here } private int x, y, z; // other struct members}
结构上的属性
通过使用属性可以自定义结构在内存中的布局方式。例如,可以使用 StructLayout(LayoutKind.Explicit) 和 FieldOffset 属性创建在 C/C++ 中称为联合的布局方式。
using System.Runtime.InteropServices;[StructLayout(LayoutKind.Explicit)]struct TestUnion { [FieldOffset(0)] public int i; [FieldOffset(0)] public double d; [FieldOffset(0)] public char c; [FieldOffset(0)] public byte b1;}
在上一个代码段中,TestUnion
的所有字段都从内存中的同一位置开始。
以下是字段从其他显式设置的位置开始的另一个示例:
using System.Runtime.InteropServices;[StructLayout(LayoutKind.Explicit)]struct TestExplicit { [FieldOffset(0)] public long lg; [FieldOffset(0)] public int i1; [FieldOffset(4)] public int i2; [FieldOffset(8)] public double d; [FieldOffset(12)] public char c; [FieldOffset(14)] public byte b1;}
i1
和 i2
这两个 int 字段共享与 lg
相同的内存位置。使用平台调用时,这种结构布局控制很有用。
结束语
结构使用简单,并且有时证明很有用。但要牢记:结构在堆栈中创建,并且您不是处理对结构的引用,而是直接处理结构。每当需要一种将经常使用的类型,而且大多数情况下该类型只是一些数据时,结构可能是最佳选择。
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