C# 结构体与类的区别是什么?

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Lorwoo 发表于 2025-8-18 12:39 | 显示全部楼层 |阅读模式
在 C# 等面向对象编程语言中,结构体(Struct)和类(Class)是两种重要的数据类型,它们在内存管理、行为特性等方面存在显著区别。以下从多个维度详细说明二者的核心差异:

1. 数据类型本质
结构体(Struct):属于值类型(Value Type),直接存储数据本身。
内存分配在栈(Stack) 上(或作为引用类型的一部分嵌入在堆中),当结构体变量被赋值、传递时,会创建完整的副本。
类(Class):属于引用类型(Reference Type),存储的是数据的引用(地址)。
内存分配在堆(Heap) 上,变量仅保存指向堆中数据的指针,赋值或传递时仅复制引用(不会复制数据本身)。
类实例化出的对象(即类的实例)存储在堆(Heap)中,而指向该对象的引用(变量)则存储在栈(Stack)中。
2. 默认继承行为
结构体:默认继承自 System.ValueType(间接继承自 object),但不能继承其他类或结构体,也不能被其他类继承( sealed 特性)。
支持实现接口。
类:默认继承自 object,可以继承其他类(单继承),也可以被其他类继承(除非声明为 sealed)。
同样支持实现接口。
3. 实例化方式
结构体:
可以不使用 new 关键字实例化(此时成员变量为默认值,如 int 为 0)。
例如:Point p; p.X = 10;(Point 是结构体)。
使用 new 时,会调用构造函数初始化成员。
类:
必须使用 new 关键字调用构造函数实例化(否则变量为 null,直接访问成员会报错)。
例如:Person p = new Person();(Person 是类)。
4. 默认成员初始化
结构体:
不能在声明时为成员变量设置默认值(需在构造函数中初始化)。
例如:struct Point { public int X = 0; }(编译错误)。
类:
可以在声明时为成员变量设置默认值。
例如:class Person { public int Age = 18; }(合法)。
5. 构造函数特性
结构体:
无默认无参构造函数(编译器不会自动生成,若手动定义构造函数,必须为所有成员赋值)。
例如:struct Point { public int X; public Point(int x) { X = x; } }(合法,因初始化了所有成员)。
类:
编译器会自动生成默认无参构造函数(若未手动定义任何构造函数)。
可以定义有参构造函数,且无需显式初始化所有成员(未初始化的成员为默认值)。
6. 内存管理与生命周期
结构体:
生命周期与所在作用域一致(如方法内的结构体变量,方法执行结束后栈内存自动释放)。
无需垃圾回收(GC),性能开销较低(适合小型数据结构)。
类:
实例在堆上分配,生命周期由 GC 管理(当没有引用指向时,会被 GC 回收)。
存在 GC 开销,适合大型、复杂的对象(如业务实体)。
7. 比较行为
结构体:
默认按值比较(比较所有成员是否相等)。
例如:两个 Point 结构体,若 X 和 Y 分别相等,则认为相等。
类:
默认按引用比较(比较是否指向堆中同一个实例)。
例如:两个 Person 类实例,即使成员完全相同,若引用不同则认为不相等(需重写 Equals 方法实现值比较)。
8. 适用场景
结构体:
适合表示小型、简单的数据(如坐标 Point、颜色 Color、日期 DateTime 等)。
强调数据的值语义(传递时需要副本),且无需继承或多态特性。
类:
适合表示复杂的对象(如 User、Order 等业务实体)。
需要继承、多态,或实例较大、需要长期存在(通过引用共享)的场景。
总结对比表
特性        结构体(Struct)        类(Class)
数据类型        值类型        引用类型
内存分配        栈(或嵌入堆)        堆
赋值 / 传递行为        复制值(副本)        复制引用(共享实例)
继承        不能继承 / 被继承(除接口)        支持继承和被继承
实例化        可省略 new        必须用 new
成员默认值        不允许声明时初始化        允许声明时初始化
构造函数        无默认无参构造函数,需初始化所有成员        有默认无参构造函数,可部分初始化
比较方式        默认值比较        默认引用比较
适用场景        小型简单数据,值语义        复杂对象,引用语义,需继承多态
通过以上区别可以看出,结构体和类的选择主要取决于数据的复杂度、是否需要共享引用以及是否依赖继承多态等特性。


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