C# Структура

Определение структуры

Чтобы определить структуру, необходимо использоватьstruct-оператор.

structЭтот оператор определяет новый тип данных с несколькими членами для программы.

Например, вы можете объявить структуру Book следующим образом:

struct Books
{
   public string title;
   public string author;
   public string subject;
   public int book_id;
};  

Следующая программа демонстрирует использование структур:

Когда приведённый выше код компилируется и выполняется, он выдаёт следующий результат:

Book 1 title : C Programming
Book 1 author : Nuha Ali
Book 1 subject : C Programming Tutorial
Book 1 book_id : 6495407
Book 2 title : Telecom Billing
Book 2 author : Zara Ali
Book 2 subject : Telecom Billing Tutorial
Book 2 book_id : 6495700

Характеристики структур C#

Структура предоставляет облегченный тип данных, подходящий для представления простых структур данных, с хорошими характеристиками производительности и семантикой значений:

• Структура может иметь методы, поля, индексаторы, свойства, методы операторов и события, и подходит для представления легковесных данных, таких как координаты, диапазоны, даты, время и т. д.
• Структура может определять конструкторы, но не может определять деструкторы. Однако вы не можете определить конструктор без параметров для структуры. Конструктор без параметров (по умолчанию) определяется автоматически, и его нельзя изменить.
• В отличие от классов, структуры не могут наследоваться от других структур или классов.
• Структура не может использоваться в качестве базовой структуры для других структур или классов.
• Структуры могут реализовывать один или несколько интерфейсов.
• Члены структуры не могут быть объявлены как abstract, virtual или protected.
• Когда вы используетеNewКогда оператор `new` используется для создания объекта структуры, вызывается соответствующий конструктор для создания структуры. В отличие от классов, структуры можно создавать без использования оператора `new`.
• Если оператор New не используется, только после инициализации всех полей поля будут присвоены, и объект станет пригодным для использования.
• Переменные структур обычно размещаются в стеке, что делает их создание и уничтожение быстрее. Однако если структура используется как поле класса, а класс является ссылочным типом, структура будет храниться в куче.
• Структуры по умолчанию изменяемы, что означает, что вы можете изменять их поля. Однако если структура определена как readonly, её поля будут неизменяемыми.

Класс vs Структура

Классы и структуры имеют разные особенности при проектировании и использовании. Классы подходят для представления сложных объектов и поведения, поддерживая наследование и полиморфизм, тогда как структуры лучше подходят для представления легковесных данных и типов значений, чтобы повысить производительность и избежать накладных расходов на управление ссылками.

Классы и структуры имеют следующие основные различия:

Типы значений vs ссылочные типы:

• Структура — это тип значения (Value Type):Структуры являются типами значений. Они выделяют память в стеке, а не в куче. Когда экземпляр структуры передаётся в метод или присваивается другой переменной, копируется всё содержимое структуры.
• Класс — это ссылочный тип (Reference Type):Классы являются ссылочными типами. Они выделяют память в куче. Когда экземпляр класса передаётся в метод или присваивается другой переменной, фактически передаётся ссылка (адрес памяти), а не копия всего объекта.

Наследование и полиморфизм:

• Структуры не могут наследоваться:Структура не может наследоваться от других структур или классов, а также не может служить базовым классом для других структур или классов.
• Классы поддерживают наследование:Классы поддерживают наследование и полиморфизм и могут расширять функциональность существующих классов путём создания производных классов.

Конструктор по умолчанию:

• Структуры не могут иметь конструкторы без параметров:Структура не может содержать конструктор без параметров.
• Классы могут иметь конструкторы без параметров:Класс может содержать конструктор без параметров. Если конструктор не предоставлен, система предоставляет конструктор по умолчанию без параметров.

Поведение при присваивании:

• Когда переменной типа класса присваивается значение, она хранит ссылку, поэтому две переменные указывают на один и тот же объект.
• Когда переменной структуры присваивается значение, вся структура копируется, поэтому каждая переменная имеет собственную независимую копию.

Способ передачи:

• Объекты типа класса передаются по ссылке при вызове методов, то есть изменения, внесённые в объект внутри метода, влияют на исходный объект.
• Объекты структур обычно передаются по значению, то есть передаётся копия структуры, а не сам исходный объект структуры. Поэтому изменения, внесённые в структуру внутри метода, не влияют на исходный объект.

Допустимость null:

• Структура — это тип значения, и её нельзя напрямую задать равнойnull：, потому чтоnull— это значение по умолчанию ссылочного типа, а не значение по умолчанию типа значения. Если нужно представить отсутствующее или недопустимое состояние переменной структуры, можно использоватьNullable<T>или, как их называют,T?nullable-типы.
• Классы по умолчанию могут быть null:Экземпляры классов по умолчанию могут бытьnull, потому что они являются ссылочными типами.

Производительность и выделение памяти:

• Структуры обычно более легковесны:Поскольку структуры являются типами значений и выделяют память в стеке, они, как правило, легче классов и подходят для простого представления данных.
• Классы могут иметь больше накладных расходов:Поскольку классы являются ссылочными типами, они могут требовать больше накладных расходов на память и управление.

В следующем примере MyStruct — это структура, а MyClass — это класс.

Закомментированный раздел показывает, что структуры не могут содержать конструкторы без параметров, не могут наследоваться, а копирование экземпляра структуры копирует всё содержимое структуры. В отличие от них, классы могут содержать конструкторы без параметров, могут наследоваться, а при копировании экземпляра копируется ссылка.

Исходя из вышесказанного, перепишем предыдущий пример:

Когда приведённый выше код компилируется и выполняется, он выдаёт следующий результат:

Title : C Programming
Author : Nuha Ali
Subject : C Programming Tutorial
Book_id : 6495407
Title : Telecom Billing
Author : Zara Ali
Subject : Telecom Billing Tutorial
Book_id : 6495700