结构 - 现实生活中的例子？ [关闭]

Question

这里有很多关于 SO 的问题，涉及 C# 中结构和类之间的差异，以及何时使用其中之一。 （一句话回答：如果你需要值语义，就使用结构。）有很多关于如何选择一个或另一个的指导方针，其中大部分归结为：使用一个类，除非你满足这些特定要求，然后使用一个结构。

这一切对我来说都很有意义。

但是，我似乎找不到任何现实生活中人们在系统中使用结构的例子。我是 C# 的（半）新手，我很难想象结构确实是正确选择的具体情况（至少，我还没有遇到过。）

所以，我转向 SO 世界大脑。在哪些情况下，您实际上在一个类不起作用的系统中使用了结构？

Answer 1

C# 中的结构的核心无非就是一堆用胶带粘在一起的变量。如果希望特定类型的每个变量代表一堆用胶带粘在一起的独立但相关的变量（例如点的坐标），那么使用暴露字段结构通常比使用类更好，无论是否“一堆”的意思是两个或二十个。请注意，尽管 Microsoft 的 struct-versus-class 建议适用于封装单个值的数据类型，但应认为它不适用于旨在封装独立但相关值的类型。 变量的独立程度越大，使用暴露字段结构的优势就越大。

如果想用一个类来封装一堆自变量，有两种方法可以做到，但都不是很方便。可以使用不可变类，在这种情况下，该类类型的任何非空存储位置都将封装由此标识的实例所持有的值，并且可以将一个存储位置复制到另一个存储位置以使新的存储位置封装那些相同的值。不幸的是，更改存储位置封装的值之一通常需要构造一个新实例，该实例与旧实例一样，只是该值已更改。例如，如果一个人有一个Immutable3dPoint 类型的变量pt 并且希望将pt.X 增加一，则必须执行以下操作：pt = new Immutable3dPoint(pt.X+1, pt.Y, pt.Z); 如果该类型仅封装三个值，也许可以容忍，但很漂亮如果有很多，烦人。

另一种基于类的方法是使用可变类；这通常要求确保类类型的每个存储位置都拥有对该类实例的唯一引用。创建存储位置时，必须构造一个新实例并在其中存储一个引用。如果希望将值从存储位置P 复制到存储位置Q 到另一个，则必须将所有字段或属性从一个实例复制到另一个实例（可能通过让类型实现CopyFrom 方法，并说Q.CopyFrom(P);。请注意，如果有人改为说Q=P;，那似乎可行，但将来修改P 的尝试也将修改Q，反之亦然。可变类可能会起作用，而且它们有时可以效率高，但很容易搞砸。

暴露字段结构结合了不可变类方便的值复制语义和可变类允许的方便的分段修改。大型结构的复制速度比对不可变对象的引用要慢，但修改部分暴露字段结构的成本仅取决于修改的程度，而不是整体结构的大小。相比之下，更改封装在不可变类类型中的一条数据的成本将与总类大小成正比。

Answer 2

我一直在使用结构实现大规模缓存和延迟要求的金融机构工作。基本上结构可以让垃圾收集器完成很多工作。

查看这些示例：

http://00sharp.wordpress.com/2013/07/03/a-case-for-the-struct/ http://00sharp.wordpress.com/2013/07/04/a-case-for-the-structpart-2/

Answer 3

典型的例子是框架nullable types，例如int?。这些使用结构，因此它们保留了 int 的值语义，但提供了一种方法使它们为 null 而无需装箱并将它们转换为引用类型。

当您不想通过引用传递某些内容时，您可以使用结构。假设你有一个数据集合，或者你希望通过值传递的对象（即，你传递给它的任何东西都在使用它自己的唯一副本，而不是对原始版本的引用），那么结构是正确的类型使用。

Answer 4

我不敢相信没有人提到过XNA：在 XNA 中，几乎一切都是struct。所以当你这样做时

Matrix rotation = Matrix.CreateRotationZ(Math.PiOver2);

你真的在创建一个值类型。

这是因为，与应用程序编程不同，垃圾收集器运行时几毫秒的停顿是不可接受的（我们只有 16.6 毫秒来渲染整个帧！），所以我们有尽可能避免分配，这样 GC 就不必运行太多。

这尤其在 Xbox 360 上更是如此，其中 GC 的质量远不及 PC 上的质量 - 即使平均每帧分配一次也会影响性能！

Answer 5

我不确定这有多大用处，但我今天发现虽然你不能在结构中使用实例字段初始化器，但你可以在类中使用。

因此下面的代码会产生编译错误，但如果你将“struct”改为“class”，它就会编译。

    public struct ServiceType
    {
        public bool backEnd { get; set; }
        public bool frontEnd { get; set; }

        public string[] backEndServices = { "Service1", "Service2" };
        public string[] frontEndServices = { "Service3", "Service4" };
    }

Answer 6

所以我认为您从未使用过 DateTime（结构）。

Answer 7

我已经在其他地方 (When to use struct in C#) 给出了使用结构的原因，并且出于这些原因，我在实际项目中使用了结构：

如果我需要在一个数组中存储大量相同的项目类型，我会出于性能原因选择使用结构体，这可能发生在图像处理中。

需要使用结构在 C# 和 C++ 之间传递结构化数据。

除非我有充分的理由使用它们，否则我会尽量避免使用它们。

我知道有些人喜欢使用它们来实现值语义，但我发现这种行为与类的“正常”赋值行为（在 C# 中）是如此不同，以至于人们发现自己遇到了难以追踪的错误，因为一个不记得分配自或分配给的对象具有此行为，因为它是作为结构而不是类实现的。 （这种情况发生在我身上不止一次，所以我给出这个警告，因为我实际上已经被不恰当地使用 C# 结构所烧伤。）

Answer 8

我过去创建的一个是 StorageCapacity。它代表 0 字节到 N 艾字节（本可以更高到 yottabyte，但 exa 在当时似乎已经足够了）。自从我在一家存储管理公司工作以来，这个结构就很有意义。你会认为它相当简单：一个带有 StorageUnit（枚举）和一个 Quantity（我使用十进制）的结构。但是，当您添加转换、运算符和类以支持格式化、解析等时，它就会加起来。

该抽象有助于您获取任何 StorageCapacity 并将其表示为字节、千字节等，而无需多次乘以或除以 1024。

Answer 9

在某些性能关键的情况下，结构（值类型，因此从堆栈中分配）可能比类（引用类型，因此从堆中分配）更好。 Joe Duffy 的博文“A single-word reader/writer spin lock”展示了这一点的实际应用。

Answer 10

我认为 .Net 框架非常真实。请参阅“结构”下的列表：

System Namespace

Answer 11

我通常不关心我的业务应用程序中的“数据密度”。我通常会使用一个类，除非我特别想要 值语义

这意味着我正在预见一种情况，我想比较其中两个，并且如果它们具有相同的值，我希望它们显示为相同。对于类，这实际上是更多的工作，因为我需要覆盖 ==、!=、Equals 和 GetHashcode，即使 resharper 为我做了这些，也是多余的代码。

所以在我看来，除非你知道你希望这些东西通过值进行比较（在这种情况下是组件值），否则请始终使用类

Answer 12

我唯一一次使用结构体是在构建 Fraction 结构体时：

public struct Fraction
{
   public int Numerator {get;set;}
   public int Denominator {get; set;}
   //it then had a bunch of Fraction methods like Reduce, Add, Subtract etc...
}

我觉得它代表一个值，就像内置的值类型一样，因此如果它表现得像一个值类型，对它进行编码会感觉更自然。

Answer 13

基本上我尽量不使用它们。我发现他们混淆了团队中的其他开发人员，因此不值得付出努力。我只找到了一个使用它的案例，一种自定义的类 Enum 类型，我们使用代码生成器从 XML 生成。

Answer 14

我使用了一个结构来表示一个地理位置

struct LatLng
{
    public decimal Lattitude
    {
        get;
        set;
    }
    public decimal Longitude
    {
        get;
        set;
    }
}

这表示单个实体，例如我可以将 2 个 LatLng 加在一起或对这个单个实体执行其他操作。

MSDN-struct

struct 类型适用于 表示轻量级对象，例如 如点、矩形和颜色。 虽然可以代表一个 点作为一个类，结构更 在某些情况下有效。为了 例如，如果您声明一个数组 1000 个点对象，您将分配 用于引用每个的额外内存 目的。在这种情况下，结构是 更便宜。

此外，如果您查看原始类型 Int32,decimal,double..等，您会注意到它们都是 structs，这允许它们成为值类型，同时允许它们实现某些关键接口。

Answer 15

我经常使用结构来表示可能表示为枚举的域模型值类型，但需要任意数量的离散值，或者我希望它具有无法添加到枚举的其他行为（方法） ... 例如，在最近的一个项目中，许多数据元素与特定的日历月相关联，而不是与日期相关联。所以我创建了一个具有方法的 CalendarMonth 结构：

• 静态 CalendarMonth Parse(DateTime inValue);
• 静态 CalendarMonth 解析（字符串 inValue）；

和 TryParse() 方法，

• static bool TryParse(string inValue, out CalendarMonth outVal);

和属性

• int 月份 { 获取；放; }
• int 年 { 获取；放; }
• DateTime StartMonthLocal { get;放; }
• 日期时间 StartMonthUTC{ 获取；放; }
• DateTime EndMonthLocal { 获取；放; }
• 日期时间 EndMonthUTC { 获取；放; }

等等

Answer 16

Money 结构可能是最常见的结构之一，但电话号码或地址也很常见。

public struct Money
{
    public string Currency { get; set; }
    public double Amount { get; set; }
}

public struct PhoneNumber
{
    public int Extension { get; set; }
    public int RegionCode { get; set; }
    //... etc.
}

public struct FullName
{
    public string FirstName { get; set; }
    public string MiddleName { get; set; }
    public string LastName { get; set; }
}

请记住，在 .NET 中，您的结构的内存占用量不应超过 16 字节，因为如果它们变得更大，CLR 必须分配额外的内存。

另外，因为结构体“活”在堆栈上（而不是像引用类型那样在堆上），如果您需要实例化许多相同类型的对象，您可能会考虑使用结构体。

Answer 17

好吧，一个类仍然可以为它工作，但我能想到的一个例子是 Point 之类的东西。假设它是一个 x 和 y 值，您可以使用结构。

struct Point {
    int x;
    int y;
}

在我看来，我宁愿有一个更简单的整数对表示，也不愿在实际实体没有太多（或任何）行为时定义一个使用具有实例化的类。

Answer 18

它们为 Object.GetHashCode() 提供了默认实现，因此当对象是要用作字典键的非引用类型的简单集合时，您可能希望使用结构而不是类。

它们对于 PInvoke/interop 或低级网络场景也很有用，您希望精确控制数据结构的二进制布局。 （访问 www.pinvoke.net 获取大量需要结构的互操作代码）

但实际上，我自己从不使用它们。不要不使用它们。

Answer 19

基本上，我使用结构来建模几何和数学数据，或者当我想要基于值的数据结构时。

Answer 20

对我来说，关键是定义是否要保持对同一个对象的引用。

当 struct 是另一个实体的一部分时，这是有道理的，但实体本身也是如此。

例如，在上面的例子中，LatLong 是完美的。您需要将值从一个对象复制到另一个对象，而不是一直引用同一个对象。

Answer 21

结构通常也用于图形/渲染系统。制作点/向量结构有很多好处。

Rico Mariani 发布了出色的 quiz on value based programming。他讨论了在特定情况下更喜欢结构的许多原因，并在他的quiz results post 中进行了详细解释。