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C#中类和结构体的“开销”差异？

c#classstruct
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我正在学习课程3354（在.NET Framework 2.0中实现系统类型和接口），据说对于具有成员变量和函数的简单类而言，使用struct比使用class更好，因为能够减少开销。

我从未听说过这样的说法，这种说法是否有可靠性呢？

11个回答
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我建议除非你有非常特定的用例并且知道结构体将如何使系统受益，否则不要使用结构体。

虽然C#结构体允许成员，但它们与类的工作方式有很大不同（不能被子类型化，没有虚拟分派，可能完全存在于堆栈上），并且行为会随着提升等因素而改变。（提升是将值类型提升到堆上的过程--惊喜！）

所以，回答这个问题：我认为C#中最大的误解之一就是使用结构体“提高性能”。原因是“开销”无法真正衡量，除非看到它如何与系统的其余部分交互以及它所扮演的角色（如果有任何值得注意的）。这需要进行分析，并且不能用“开销更小”的如此琐碎的陈述来概括。

对于结构体值类型，有一些好的情况--一个例子是存储在图像数组中的复合RGB值。这是因为RGB类型很小，在图像中可以有很多，值类型可以在数组中很好地打包，并且可能有助于保持更好的内存局部性等。

我猜你的意思是你从未定义过一个结构体。你可能每天都在使用它们，却没有意识到。 - Gabe
@Gabe 没错，我已经修复了 :-) - user166390
@pst：我认为Gabe指的是你说“我建议永远不要使用结构体”。显然这不是你的意思。 - Mark Byers
始终使用尽可能简单的数据结构。如果不需要，使用类/引用类型的好处是什么？ - Jim Anderson
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@Jim Anderson 为什么结构体比类“简单”？它的功能更有限，是的——但它如何更简单？ - user166390
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一般来说，出于性能原因，不应将应该是类的类型更改为结构体。结构体和类具有不同的语义，不能完全互换。虽然结构体有时可能更快，但它们有时也可能更慢。它们的行为不同，您应该知道何时使用其中之一。
MSDN有一篇关于选择类和结构体的页面。
总结如下：
不要定义一个结构体，除非该类型具有以下所有特征：
- 它在逻辑上表示单个值，类似于原始类型（整数、双精度等）。 - 它的实例大小小于16字节。 - 它是不可变的。 - 它不必经常装箱。
偶尔可能会有一种情况，某个类型确实应该是类，但由于性能原因需要将其作为结构体。这种情况很少见，您应该确保在采用此方法之前知道自己在做什么。如果违反结构体的不变性准则，尤其危险。可变结构体的行为可能超出大多数程序员的预期。
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现在优化器支持内联结构体访问（至少在x86上），16字节的大小限制已不再适用。大约128字节左右可能是一个合适的新上限。 - Ben Voigt
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当C#还处于beta版本时，我曾经看到过一个展示类和结构体区别的演示。开发人员构建了一个曼德博集合查看器，它需要大量复杂的数字来完成结果。在第一种情况下，他们运行了使用Real和Imaginary字段表示为类的代码。然后，他们将单词“class”更改为“struct”，并重新编译。性能差异非常大。
在这种情况下，不需要分配堆对象也不需要垃圾回收是造成差异的原因。根据您拥有的对象数量，差异可能更加显著或不太明显。在开始调整之前，请测量您的性能，然后再决定是否使用值类型。
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你在编程中将会大部分时间使用类。往往在后期，值类型的语义会给你带来更多麻烦。

然而，如果你选择使用结构体，请确保它是不可变的。

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你是否只有5%的时间使用结构体？ :p - Pedery
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在C#中，类和结构体是完全不同的东西。两者的语法几乎相同，但行为完全不同（引用 vs. 值）。结构体的单个实例将使用比等效类更少的内存，但一旦开始构建集合或传递它们，值类型语义将在性能方面（以及可能的内存消耗，具体取决于您正在做什么）杀死您，除非结构体中的数据非常小。我不知道硬数字是多少，但我们谈论的是大约8字节或更少的数量级。
这也可能会影响可维护性和可读性，因为两者看起来非常相似，但行为却如此不同。
推荐的大小应小于16字节。 - ChaosPandion
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缺乏对值类型的优化器支持是性能杀手。现在这个问题已经解决了（至少在x86架构上），你必须达到大约128字节才会出现性能问题。 - Ben Voigt
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以下是关于结构体优化改进的一些评论：http://msdn.microsoft.com/zh-cn/magazine/dd569747.aspx - Ben Voigt
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你可以遵循的一个经验法则是问自己你正在尝试做的事情是否像System.Date如果不是，那么你应该非常质疑使用结构体的决定。

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结构体是值类型，而类是引用类型。这可能是原因之一。
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对于简单类型，如果你需要很多个实例，不需要继承，并且是不可变的好选择，那么结构体是一个不错的选择。例如：Point、Rectangle、Decimal和DateTime。

如果你不需要很多实例，那么开销就不重要了，这不应该影响你的决定。如果你将来需要从它派生（或使它成为派生类型），那么它必须是一个类。如果该项不能是不可变的，则结构体不是一个好的选择，因为更改一个实例不会更改任何副本。

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我相信最常引用的收支平衡点是在结构体中约为12个字节的数据。例如，3个整数。然而，值类型和引用类型之间的区别更加基本，对于成员较少的类型，您应该根据此进行选择。

如果某些东西很大，那就使用类吧 :)

优化器在几个服务包之前得到了修复，现在结构体非常快，例如3或4个双精度浮点数（32字节）。新的平衡点略高，我猜大约是128字节。 - Ben Voigt
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结构体是值类型，而类是引用类型。因此，如果你要传递引用，从性能上来说，类可以更好，因为你只需要复制一个地址而不是整个结构。然而，如果你要实例化和引用这些对象很多次，结构体将更具优势，因为它们分配在堆栈上。因此，在需要高性能的大量对象或需要值类型语义的小对象中，结构体可能更好。结构体也没有默认构造函数。它们继承自Object，但除此之外它们没有继承。

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