为什么可以在没有 new 关键字的情况下实例化结构？

Question

为什么我们不强制实例化一个结构，就像使用一个类时一样？

Answer 1

为什么我们不用像使用类一样强制实例化一个带有“new”的结构？

当你“新建”一个引用类型时，会发生三件事。首先，内存管理器从长期存储中分配空间。其次，对该空间的引用被传递给初始化实例的构造函数。第三，将该引用传回给调用者。

当您“新建”一个值类型时，会发生三件事。首先，内存管理器从短期存储中分配空间。其次，向构造函数传递对短期存储位置的引用。构造函数运行后，将短期存储位置中的值复制到该值的存储位置，无论该位置发生在何处。请记住，值类型的变量存储实际值。

(请注意，如果编译器可以确定这样做永远不会向用户代码公开部分构造的结构，则允许编译器将这三个步骤优化为一个步骤。也就是说，编译器可以生成简单地传递引用的代码到构造函数的final存储位置，从而保存一个分配和一个副本。）

所以现在我们可以解决您的问题，实际上您已经反问过了。最好问一下：

为什么我们不得不用“new”来分配一个类，而不是像使用结构一样简单地初始化字段？

由于列表中的这三件事，您必须使用“新”分配一个类。您需要从长期存储中分配的新内存，并且需要将对该存储的引用传递给构造函数。 “新”是知道如何做到这一点的操作员。

您不必在结构上调用“new”，因为不需要分配“最终”存储； 最终存储已存在。新值将被传送到某处，并且您已经通过其他方式获得了该存储空间。 值类型不需要重新分配；他们只需要初始化。您需要做的就是确保存储已正确初始化，而且您通常可以在不调用构造函数的情况下做到这一点。 这样做当然意味着您冒着拥有值类型变量的风险，该变量可以被用户代码观察到处于部分初始化状态。

总结：调用一个ctor对于值类型来说是可选的，因为在初始化一个值类型的实例时不需要分配新的内存并且因为跳过构造函数调用意味着你得到跳过短期分配和副本。您为提高性能付出的代价是用户代码可以看到部分初始化的结构。

Answer 2

为什么很简单 - 因为规范是这么说的。 如何是确保整个内存块被“明确分配”的问题，这意味着：为结构的每个字段分配一个值。然而，这需要 2 件讨厌的事情：

• 公共字段（几乎总是坏的）
• 可变字段（通常在结构中不好）

所以在大多数最佳实践案例中，您确实需要使用new(...) 语法来调用构造函数（或将内存归零，对于无参数构造函数）正确的类型。

Answer 3

因为结构是值类型。当你声明它的一个变量时，这个实例就在那里。

因此，构造函数（new 运算符）对于结构来说是可选的。

考虑

struct V { public int x; }
class  R { public int y = 0; }

void F() 
{
   V a;   // a is an instance of V, a.x is unassigned  
   R b;   // b is a reference to an R

   a.x = 1; // OK, the instance exists
 //b.y = 2; // error, there is no instance yet

   a = new V();  // overwrites the memory of 'a'. a.x == 0
   b = new R();  // allocates new memory on the Heap

   b.y = 2; // now this is OK, b points to an instance
}

Answer 4

因为结构是值类型，类是引用类型。所以结构与 int、double 等属于同一类别。

Answer 5

一年半之后...

struct通常按值传递，而class总是按引用传递。您可能对通过引用传递对象时会发生什么有很好的理解。当一个对象通过值传递时，它的内容，而不是对该对象的引用，被传递。对程序员来说，看起来好像制作了对象的浅拷贝。改变一个实例不会改变另一个。

所有变量（包括字段和属性）只要存在，就总是为它们分配空间。需要注意的是，local 变量只有在较新版本的 C# 中为它们分配值时才存在。在class 类型变量的情况下，分配的空间将包含对对象内容的引用。对于struct 类型的变量，分配的空间将包含对象的实际内容。

所以，假设您有一个“空”class-type 变量。它将有一个默认参考。该引用将等同于null。但是，struct-type 变量不是引用：它是对象的实际内容。当保留为“空”时，它的所有字段（以及由幕后字段支持的自动实现的属性）都包含默认值——换句话说，它们也是“空的”。如果它们是引用类型，它们将是null；如果它们是值类型，它们将为 0，或归零的结构（并且链继续）。

这也是structs 不能有默认构造函数的原因。正如您无法覆盖 class 在 null 时的样子一样，您也无法覆盖 struct 在归零时的样子。

有一个未充分利用的运算符来获取任何类型的默认值--class、struct 或内部。那就是default() 运算符。例如：

class ClassType { }
struct StructType { }

//
// ...
//

var classA = default(ClassType);
var classB = (ClassType)null;

if (classA == classB)
{
    // This will execute, because both equal null.
}

var structA = default(StructType);
var structB = new StructType();

if (structA == structB)
{
    // This will execute, because both are zeroed.
}

//
// ...
//

/// <summary>
/// An example use case for the <c>default()</c> operator.
/// </summary>
/// <returns>
/// <c>null</c> if <c>T</c> is a reference type, a zeroed instance <c>T</c> is a 
/// <c>struct</c>, or <c>0</c> if <c>T</c> is an intrinsic type.
/// </returns>
private static T GetDefault<T>()
{
    // This line wouldn't compile, because T could be a value type.
    //return null;

    // This line wouldn't compile, because T could be a reference type without a default or accessible constructor.
    //return new T();

    // This will work!
    return default(T);

    // In newer versions of C#, when the type is known from the context, it can be omitted:
    //return default;
}

Answer 6

正如 David Heffernan 和 Henk Holterman 所说，因为结构是值类型，因此在声明它时会实例化。为了更好地了解ValueType和ReferenceType，请查看this linkP Daddy已经很好地解释了它。

Answer 7

除了发布的内容之外：请注意，结构不能有无参数构造函数，也不能有任何实例字段的初始值设定项。默认值是将所有值类型字段设置为其默认值（例如，整数为 0，布尔值为 false 等），所有引用类型字段为 null。

其次，初始化结构，例如通过调用构造函数或使用default()。