结构体数组 - 数组元素是引用类型还是值类型？

Question

C#如何处理结构体数组 - 我需要像处理类对象数组一样分配每个数组元素吗？

例如：

public struct RGBA { public byte red, green, blue, alpha; }

public RGBA [] colorBuffer = new RGBA [1024*1024];

现在，colorBuffer是一个指向RGBA对象的指针数组，我需要像这样分配它们吗：

for (int i = 0; i < colorBuffer.Length; i++)
    colorBuffer [i] = new RGBA ();

或者colorBuffer指向一个大小为4 MB的内存块，其中包含1 MB的RGBA结构体？

- Razzupaltuff

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我曾经考虑过这个问题，但最终决定还是向您请教。没必要浪费您的时间回答您不想回答的问题。 ;) - Razzupaltuff

不要使用结构体数组，你知道什么是装箱/拆箱吗？请使用List<T>。 - sll

@sll，你不知道什么是装箱/拆箱。在强类型数组中不会存在装箱/拆箱（如问题所述）！ - Simon MᶜKenzie

Answer 1

colorBuffer变量的值将是对数组对象的引用。该数组对象本身将是一个单个对象，大小为4MB（4个字节*1024*1024）。该数组是引用类型，但每个元素都是值类型。元素的值是RGBA值-而不是指针。

每个元素会自动初始化为default(RGBA)，因此您不需要执行自己的初始化。

如果您这样做：

RGBA[] other = colorBuffer;

这只是复制引用——两个变量现在都指向同一个数组。

- Jon Skeet

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谢谢你的见解。这让我想到了下一个问题：我有一个包含结构体的常量数组，而且数组中的结构体需要被初始化为不同的值。我找到的唯一方法是为数组中的每个结构体分配内存来进行初始化。 - Razzupaltuff

@karx11erx：实际上，不存在所谓的“const数组”-但如果你的意思是你有一个静态只读变量，我建议你编写一个方法来创建数组...这样更容易管理。LINQ 也可能适合你。 - Jon Skeet

其实我只是试图从C++中移植一个简单的查找表...顺便说一下，是的，4 MB内存，每个元素1 MB。 - Razzupaltuff

Answer 2

在这种情况下，数组元素是值类型。它们不需要使用new创建。例如，以下代码将编译并执行良好：

void Main()
{
    var colorBuffer = new RGBA [10];
    for (int i = 0; i < colorBuffer.Length; i++)
    {
        colorBuffer[i].red = (byte)i;
        Console.WriteLine(colorBuffer[i].red);
    }
}

struct RGBA { public byte red, green, blue, alpha; }

- rsbarro

Answer 3

结构体始终是值类型。如果您创建了1024 * 1024个项目的数组，则所需的内存为（1024 * 1024）*（1 + 1 + 1 + 1）+ 数组的一些开销。

- TcKs

Answer 4

在C#中，数组是引用类型，尽管它的基础类型可能是值类型。

- Jethro

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你的标题说的是这个。“结构体数组 - 数组元素是引用类型还是值类型？” 这不也是一个问题吗？ - Jethro

你说“数组是引用类型”，但我问的是“数组元素”。这有很大的区别，而且我确保在问题标题中表达得清楚明白。 - Razzupaltuff

@karx11erx，是的，没错。有时候我会有点冲动。特别是在Skeet先生醒着的时候。顺便说一下，如果你有机会，可以阅读《深入理解C#》，它很好地介绍了引用类型和值类型。必须对这位大神表示敬意！;) - Jethro