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标题: .NET 结构体 [打印本页]
作者: 小秦哥    时间: 2024-12-27 19:11
标题: .NET 结构体
我们都知道结构体struct，在大量创建、引用的场景下相比类class能提升很大性能。本文介绍下如何正确使用struct
struct定义
  1. 1 struct Point
  2. 2 {
  3. 3     public float X;
  4. 4     public float Y;
  5. 5 }
  6. 6
  7. 7 class Rect
  8. 8 {
  9. 9     public Point Position;
  10. 10 }
  11. 11
  12. 12 Rect rect = new Rect();
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上述代码中，rect的Position字段并没有分配到栈上，反而是和Rect的实例一起被分配到了托管堆中。除此之外，装箱也会导致结构体实例分配到托管堆：
  1. 1 Point point = new Point();
  2. 2 object obj = point; // 装箱，结构体转移到托管堆
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所以假如由于性能要求或者别的原因想限定struct只分配到栈上的话，可以添加ref：
  1. 1 ref struct Point
  2. 2 {
  3. 3     public float X;
  4. 4     public float Y;
  5. 5 }
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这种情况下，struct关键字前添加ref是指将结构体声明为只能在栈上分配的结构体，对于这种结构体，任何大概将其转移到托管堆的行为都将被制止（比方在引用类型中定义ref结构体字段，或者进行装箱操作）：
  1. 1 class Rect
  2. 2 {
  3. 3     public Point Position; // 错误，Position会随着Rect实例转移到托管堆
  4. 4 }
  5. 5
  6. 6 Point point = new Point();
  7. 7 object obj = point; // 错误，point会被装箱到托管堆
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别的，ref声明的struct可以继续作为字段在新struct内声明：
  1. 1 ref struct PointNew
  2. 2 {
  3. 3     public Point Point; // 允许，因为XPoint同样保证了栈上分配
  4. 4 }
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还可以声明只读的ref结构体：
  1. 1 readonly ref struct PointNew
  2. 2 {
  3. 3     public Point Point; // 允许，因为XPoint同样保证了栈上分配
  4. 4 }
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使用struct

1. 结构体作为参数传递
  1. 1 Point p = new Point();
  2. 2 TestAdd(ref p);
  3. 3
  4. 4 void TestAdd(ref Point point)
  5. 5 {
  6. 6     point.X += 1;
  7. 7 }
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假如不是只传值而是需要变更数据，需要添加ref，否则TestAdd中point只会作为原来p的副本天生一个新结构体。那最终p中的X值还是初始值0。ref我们都熟悉了，值类型假如作为参数输入后，外部同步修改也是使用ref
2. 结构体存储大小
看下面这段代码，输出结构体在栈上所需的内存大小：
  1. 1     [StructLayout(LayoutKind.Auto)]
  2. 2     struct TestStorage
  3. 3     {
  4. 4         public byte A;
  5. 5         public int B;
  6. 6         public byte C;
  7. 7         public byte D;
  8. 8         public byte E;
  9. 9     }
  10. 10    // 输出
  11. 11     unsafe
  12. 12     {
  13. 13         Debug.WriteLine(sizeof(TestStorage));
  14. 14     }
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上面输出的值是12。我们聊下内存布局：
1）Sequential：顺序布局，按字段的声明顺序布局，是默认行为
2）Auto：自动布局，自动分列字段顺序以用最小的空间来储存字段
3）Explicit：显式布局，手动指定字段地址的偏移
一般来说，byte是1，int是4。
在不添加[StructLayout(LayoutKind.Auto)]标记时，由于需要内存对齐，字段B是4，那内存大小就需要以4+4+4=12来分配，前面4存储字段A 1的内存，后面4存储字段CDE一共3的内存大小
添加[StructLayout(LayoutKind.Auto)]后，内存对齐，只需要4+4=8的内存大小
 
我们使用Struct场景主要有以下使用场景：
结构体适合用于封装简单的数据，比方坐标点（Point）、复数（Complex Number）、时间段（TimeSpan）等
参考文章：
结构类型 - C# reference | Microsoft Learn
Struct 和 Class 的区别以及使用场景_struct和class使用场景-CSDN博客
出处：http://www.cnblogs.com/kybs0/让学习成为习惯，假设明天就有巨大机会等着你，你准备好了么本文版权归作者和博客园共有，欢迎转载，但未经作者同意必须在文章页面给出原文连接，否则保存追究法律责任的权利。
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