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C# struct, class的区别

news 来源：原创 2025/5/19 1:35:29

在 C# 中，class 和 struct 都用于定义数据类型，但它们在多个方面存在显著的差异。主要的区别体现在内存分配、生命周期、性能等方面。下面是它们的主要区别：

1. 内存分配

class（类）：类是引用类型。当创建一个类的实例时，内存分配在堆上（Heap）。在堆上分配的对象通常会由垃圾回收器（GC）自动管理生命周期。
struct（结构体）：结构体是值类型。当创建一个结构体的实例时，内存分配在栈上（Stack）。值类型的对象直接存储其值，而不是引用其他数据。

2. 类型存储方式

class：类对象存储的是对实际数据的引用（地址），即 引用类型。这意味着当多个变量引用同一个对象时，它们都指向同一块内存区域。
struct：结构体存储的是实际的数据值，即 值类型。当结构体被赋值给另一个变量时，会复制整个结构体的内容，而不是引用原始结构体。

3. 默认构造函数

class：类可以有自定义构造函数，并且支持默认构造函数（如果没有显式定义构造函数，编译器会自动生成一个无参的构造函数）。
struct：结构体也可以有自定义构造函数，但编译器会自动提供一个 无参数的默认构造函数，不能被重写。结构体的构造函数必须初始化所有字段。

4. 垃圾回收与生命周期

class：类对象的生命周期由垃圾回收器管理。当一个类实例没有任何引用指向它时，GC 会自动回收它。
struct：结构体的生命周期通常由栈管理，超出作用域时自动销毁。由于结构体通常不在堆上分配内存，因此不需要垃圾回收器来管理其生命周期。

5. 继承

class：类支持继承，一个类可以继承自另一个类。类可以是基类，也可以是派生类。
struct：结构体 不支持继承。结构体不能继承自其他结构体或类，但它们可以实现接口。

6. 默认值

class：类的实例默认初始化为 null，表示没有引用指向任何对象。
struct：结构体默认初始化为该结构体类型的零值，所有字段的值都为默认值（例如，数值类型的字段为 0，布尔类型为 false）。

7. 适用场景

class：适用于需要共享数据、需要继承或需要复杂行为的场景。类可以包含复杂的状态和方法，通常用于管理资源（如数据库连接、文件操作等）。
struct：适用于轻量级的数据结构，通常包含少量数据，且需要快速复制的场景。结构体一般用于表示较小的对象，如点、矩形、颜色等，不应包含过多的方法或复杂的行为。

8. 传值与传引用

class：类对象在传递给方法时，传递的是对象的引用，也就是说，方法内部对对象的修改会影响原始对象。
struct：结构体在传递给方法时，传递的是值的副本，即方法内部对结构体的修改不会影响原始结构体。

9. 内存分配效率

class：类对象的内存分配较慢，因为它们是在堆上分配内存，并且需要由垃圾回收器管理生命周期。
struct：结构体的内存分配较快，因为它们通常在栈上分配，且没有垃圾回收的开销。但如果结构体过大（包含很多字段），在栈上传递时可能会带来性能问题。

10. 示例代码

`class` 示例：

class Person
{
    public string Name;
    public int Age;

    public Person(string name, int age)
    {
        Name = name;
        Age = age;
    }
}

class Program
{
    static void Main()
    {
        Person p1 = new Person("Alice", 30);
        Person p2 = p1;  // p2 引用同一个对象

        p2.Name = "Bob";
        Console.WriteLine(p1.Name);  // 输出 "Bob"
    }
}

在这个例子中，p1 和 p2 引用了同一个 Person 对象。修改 p2 中的 Name 属性也会影响 p1，因为它们指向同一块内存。

`struct` 示例：

struct Point
{
    public int X;
    public int Y;

    public Point(int x, int y)
    {
        X = x;
        Y = y;
    }
}

class Program
{
    static void Main()
    {
        Point p1 = new Point(10, 20);
        Point p2 = p1;  // p2 是 p1 的副本

        p2.X = 30;
        Console.WriteLine(p1.X);  // 输出 10
    }
}

在这个例子中，p2 是 p1 的副本，修改 p2 不会影响 p1，因为它们是值类型，赋值时会创建副本。

总结：

特性	`class` (引用类型)	`struct` (值类型)
内存分配	堆	栈
生命周期管理	垃圾回收器管理	自动销毁（超出作用域时销毁）
是否支持继承	支持继承	不支持继承
默认值	`null`	所有字段初始化为零值
是否实现接口	可以实现多个接口	可以实现多个接口
赋值与传递	传递引用（引用类型）	传递值（复制数据）
适用场景	适用于较复杂的对象，涉及共享数据和继承的场景	适用于小型数据结构，要求高效的复制与传递的场景
内存效率	内存分配较慢，需要垃圾回收	内存分配较快，不涉及垃圾回收