前面介绍了类如何封装程序中的对象，也介绍了如何将它们保存在堆中，通过这种方式可以在数据的生存期上获得很大的灵活性，但性能会有一定的损失。因托管堆的优化，

 

这种性能损失比较小。但是，有时仅需要一个小的数据结构。此时，类提供的功能多于我们需要的功能，由于性能的原因，最好使用结构。看看下面的例子：

class Dimensions

{

public double Length;

public double Width;

}

上面的示例代码定义了类Dimensions，它只存储了一个项的长度和宽度。假定编写一个安排设备的程序，让人们试着重新安排计算机上的设备，并存储每个设备项的维数。看起来这样就会违背编程规则，使字段变为公共字段，但我们实际上并不需要类的全部功能。现在只有两个数字，把它们当作一对来处理，要比单个处理方便一些。既不需要很多方法，也不需要从类中继承，也不希望.NET 运行库在堆中遇到麻烦和性能问题，只需存储两个double类型的数据即可。

如本章前面所述，为此，只需修改代码，用关键字struct代替class，定义一个结构而不是类：

struct Dimensions

{

public double Length;

public double Width;

}

为结构定义函数与为类定义函数完全相同。下面的代码演示了结构的构造函数和属性：

struct Dimensions

{

public double Length;

public double Width;

Dimensions(double length, double width)

{

Length= length;

Width= width;

}

public double Diagonal

{

{

get

{

return Math.Sqrt(Length* Length + Width* Width);

}

}

}

在许多方面，可以把C#中的结构看作是缩小的类。它们基本上与类相同，但更适合于92

第3章 对象和类型把一些数据组合起来的场合。它们与类的区别在于：

● 结构是值类型，不是引用类型。它们存储在堆栈中或存储为内联(inline)(如果它们

是另一个保存在堆中的对象的一部分)，其生存期的限制与简单的数据类型一样。

● 结构不支持继承。

● 结构的构造函数的工作方式有一些区别。尤其是编译器总是提供一个无参数的默

认构造函数，这是不允许替换的。

● 使用结构，可以指定字段如何在内存中布局(第12章在介绍属性时将详细论述这个

问题)。

因为结构实际上是把数据项组合在一起，有时大多数甚至全部字段都声明为 public。严格说来，这与编写.NET代码的规则相背—— 根据Microsoft，字段(除了const字段之外)应总是私有的，并由公共属性封装。但是，对于简单的结构，许多开发人员都认为公共字段是可接受的编程方式。

注意：

C++开发人员要注意，C#中的结构在实现方式上与类大不相同。这与C++的情形完全不同，在C++中，类和结构是相同的对象。

下面将详细说明类和结构之间的区别。

3.3.1 结构是值类型

虽然结构是值类型，但在语法上常常可以把它们当作类来处理。例如，在上面的Dimensions类的定义中，可以编写下面的代码：

Dimensions point = new Dimensions();

point.Length = 3;

point.Width = 6;

注意，因为结构是值类型，所以new运算符与类和其他引用类型的工作方式不同。new运算符并不分配堆中的内存，而是调用相应的构造函数，根据传送给它的参数，初始化所有的字段。对于结构，可以编写下述代码：

Dimensions point;

point.Length = 3;

point.Width = 6;

如果Dimensions是一个类，就会产生一个编译错误，因为point包含一个未初始化的引用——不指向任何地方的一个地址，所以不能给其字段设置值。但对于结构，变量声明实际上是为整个结构分配堆栈中的空间，所以就可以赋值了。但要注意下面的代码会产生一个编译错误，编译器会抱怨用户使用了未初始化的变量：

Dimensions point;

Double D = point.Length;

结构遵循其他数据类型都遵循的规则：在使用前所有的元素都必须进行初始化。在结

93 第Ⅰ部分 C# 语 言

构上调用new运算符，或者给所有的字段分别赋值，结构就完全初始化了。当然，如果结构定义为类的成员字段，在初始化包含对象时，该结构会自动初始化为0。

结构是值类型，所以会影响性能，但根据使用结构的方式，这种影响可能是正面的，也可能是负面的。正面的影响是为结构分配内存时，速度非常快，因为它们将内联或者保存在堆栈中。在结构超出了作用域被删除时，速度也很快。另一方面，只要把结构作为参数来传递或者把一个结构赋给另一个结构(例如A=B，其中A和B是结构)，结构的所有内容就被复制，而对于类，则只复制引用。这样，就会有性能损失，根据结构的大小，性能损失也不同。注意，结构主要用于小的数据结构。但当把结构作为参数传递给方法时，就应把它作为ref参数传递，以避免性能损失——此时只传递了结构在内存中的地址，这样传递速度就与在类中的传递速度一样快了。另一方面，如果这样做，就必须注意被调用的方法可以改变结构的值。

3.3.2 结构和继承

结构不是为继承设计的。不能从一个结构中继承，唯一的例外是结构(和 C#中的其他类型一样)派生于类System.Object。因此，结构也可以访问System.Object的方法。在结构中，甚至可以重写System.Object中的方法—— 例如重写ToString()方法。结构的继承链是：每个结构派生于System.ValueType，System.ValueType派生于System.Object。ValueType并没有给Object添加任何新成员，但提供了一些更适合结构的执行代码。注意，不能为结构提供其他基类：每个结构都派生于ValueType。

3.3.3 结构的构造函数

为结构定义构造函数的方式与为类定义构造函数的方式相同，但不允许定义无参数的构造函数。这看起来似乎没有意义，其原因隐藏在.NET运行库的执行方式中。下述情况非常少见：.NET运行库不能调用用户提供的定制无参数构造函数，因此Microsoft采用一种非常简单的方式，禁止在C#中的结构内使用无参数的构造函数。

前面说过，默认构造函数把所有的字段都初始化为 0，且总是隐式地给出，即使提供了其他带参数的构造函数，也是如此。也不能提供字段的初始值，以此绕过默认构造函数。下面的代码会产生编译错误：

struct Dimensions

{

public double Length = 1; // error. Initial values not allowed

public double Width = 2; // error. Initial values not allowed

}

当然，如果Dimensions声明为一个类，这段代码就不会有编译错误。

另外，可以像类那样为结构提供Close()或Dispose()方法。