使用 struct over class 可以获得多少性能提升？我是否应该在设计应用程序时将重点放在最大限度地使用结构而不是类？
我是否可以将我的类转换为结构并将函数移动到另一个静态类中？
【问题讨论】：
msdn 建议（在另一个答案中列出）提供了一些指导。为了性能，您应该考虑它们的用法以及结构和类之间的区别在哪里很重要。最重要的是只在类型是实际值类型时才使用结构，即具有值语义。将类用于值类型，或将结构用于应该是引用类型的东西，会很快产生令人困惑的结果，导致意外复制或意外引用。还要记住，结构应该始终是不可变的。
只有在对性能极为敏感的情况下，您才应该忽略任何这些基本规则（例如：框架破坏了 List.Enumerator 结构的规则！）。
结构与类的性能注意事项：
如果您将结构体作为参数传递给方法，则每次都会创建该结构体的副本。这就是文档建议不要使结构大于 16 字节的原因。
double Distance(Vector3D a, Vector3D b) // Copies both 24-byte structs
{
return Math.Sqrt((a.X - b.X *....);
}
在上面的场景中，3 个双精度的 3D 向量将产生 24 个字节，并且会比推荐的 16 个更大，但我仍然认为结构是有意义的，因为它显然是一个值类型，尤其是你有一个Vector2D 包含两个双精度（16 字节），是一个结构！
高效使用结构以及它们的性能真正闪耀的关键是将它们用于缓存位置并避免多次分配。重用上面的 Vector 例子，如果你有这个方法
double AverageDistanceFromOrigin(Vector3D[] points) // Single reference passed
{
double sum = 0.0;
for(...)
sum += Math.Sqrt(points[i].X... + ... + ...) // No copies
return sum/points.Length;
}
您可能会看到有利于结构的良好性能差异。原因是现在您将单个引用（数组）传递给该方法，因此每次调用复制结构没有额外的开销（请注意，该方法不会为数组中的每个条目调用距离方法） .
结构数组也像 [x1, y1, z1, x2, y2, ...] 这样在内存中连续布局，因此 cpu 将加载例如一次16个坐标进入缓存，导致缓存未命中率极低。将其与class Vector3D 实现进行比较：现在将分配一个向量数组，并且数组中的每个条目也是一个必须在堆上分配的引用，然后是垃圾回收。该数组现在是一个引用数组 [ref to v1, ref to v2, ref to v3] 每一个都可能有堆中的任何地址，并且不能彼此相邻。这可能导致比结构案例更多的缓存未命中。
【讨论】：
MSDN 对此有好处：
✓ 考虑定义一个结构而不是一个类，如果 类型很小，通常寿命很短，或者通常嵌入 其他物体。
X 避免定义结构，除非该类型具有所有 具有以下特点：
- 它在逻辑上表示单个值，类似于原始类型 （int、double 等）。
- 实例大小小于 16 字节。
- 它是不可变的。
- 不必经常装箱。
MSDN 也有Struct Design
我应该在设计应用程序时将重点放在最大限度地使用结构而不是类吗？
这取决于您要实现的目标。当您尝试实现一个行为类似于值的小型结构时，将使用结构。所以说使用 struct over class 并不是一个理想的陈述或方法。
【讨论】：
简短的回答是“你可以，但你不应该”。
类和结构的主要区别在于结构定义了值类型，而类定义了引用类型。因此，您实际上不能只用“struct”替换“class”一词并移动函数，因为您的程序的行为可能会受到上述差异的严重影响。然后，如果您正在从头开始设计一个新应用程序，是的，您可以考虑是否在适当的地方使用结构或类来定义您的逻辑对象，但是您的代码必须牢记这一点。 我希望这会有所帮助！
【讨论】：
使用 struct over class 可以获得多少性能提升？
对于“可能”，答案是你可以快很多倍。
但是它也可能慢很多倍。
大多数情况下两者都不是，而只是稍微获得或损失。
因此，“我将使用结构更快”本身就是一种错误的想法。
如果您的出发点是考虑某个东西是否应该是ValueType，因为它确实应该是一个值类型；仅根据其价值来定义、使用和推理，或者不应该是ValueType，因为它不是这样的价值类型，那么对于该特定情况，您可能会有最高效的选择。 95% 或更多的时间。
在剩下的 5% 中，如果您选择了另一种方式，那么其中可能有 90% 的性能只会低到可以忽略不计，并且/或者它们不会处于足够热的路径上，因此不会有影响。 （假设您在给定方法上节省了 20 毫秒。如果该方法被调用一百万次，那么您已经节省了五个半小时的运行时间，但如果在您节省 20 毫秒后调用它，您甚至不会注意到)。
在出于性能原因我们实际上希望在值类型和引用类型之间进行更改的情况下，我们可能经常从struct 转到class，而不是相反。确实如此，避免值类型的大小超过 16 字节是一个经常被引用的准则，尽管这实际上是一种性能优化，而不是作为值或引用类型意味着什么的固有部分。
还值得注意的是通过调用代码来区分值和引用类型。有些操作在可变结构的数组上比在可变引用类型的数组（或任何其他集合）上要快得多。但是利用这些需要你既使字段公开又使值类型可变；这两件事都会造成相当大的困难。这样的优化对于使用它们的类中的private 类型是合理的，并且对于internal 类型的推动是合理的，但是如果使用public 类型完成它就会自找麻烦。
【讨论】：
将结构转换为类不会自动提高应用程序的性能。
这取决于你如何使用它们，以及你如何使用你的类对象。
如果您创建和销毁一个类的大量对象，您可以重用该类的对象，或者创建一个结构并重用它
（所以你看，你也可以用一个类来做到这一点）。
当您调用方法并发送参数或返回值时，
一个类按引用传递，一个结构按值传递。
所以在这里你可能会享受性能提升，如果你花很多时间。
（再一次，通过良好的编程，您甚至可以通过将数据作为包含方法的类的字段来避免一直将其传递给方法）。
关于你的第二个问题，
您也可以在结构中拥有方法，您不一定需要将它们移动到静态类。
struct SimpleStruct
{
private int xval;
public int X
{
get
{
return xval;
}
set
{
if (value < 100) xval = value;
}
}
public void DisplayX()
{
Console.WriteLine("The stored value is: "+xval);
}
}
【讨论】：