c#中Class和Struct使用與性能的區別

在Unity中很多已經定義為結構體的數據結構

• Vector2, Vector3 和 Vector4
• Rect
• Color和Color32
• Bounds
• Touch

 

1.Class為引用類型，Struct為值類型

值類型與引用類型的區別這兩篇文章講得很好

http://www.cnblogs.com/tonney/archive/2011/04/28/2032205.html

 

http://blog.csdn.net/liulong1567/article/details/50678930

雖然我們在.net中的框架類庫中，大多是引用類型，但是我們程序員用得最多的還是值類型。

  引用類型如：string，Object，class等總是在從托管堆上分配的，C#中new操作符返回對象的內存地址--也就是指向對象數據的內存地址。

 

  以下是值類型與引用類型的表：

  

    從這張圖可以看出，class(類）實例化出來的對象，指向了內存堆中分配的空間

                         struct(結構)實例化出來的對象，是在內存棧中分配

 

   所以，值類型和引用類型的區別就是：

            1、它們存儲的位置不一樣

            2、如果是引用類型，當兩個對象指向同一個地方，修改某一個的時候，其它對象的值會發生改變

當說到類的實例是傳引用時，實際過程是，先獲取一個指針，它指向對象在內存中的地址，然后傳遞這個指針。這很重要，因為一個類的實例，實際上可能很大，包含了很多域甚至其他對象。在這種情況下，賦值和傳遞整個實例可能非常影響性能，這就為什么要用傳地址來替代。

說到傳值時，實際過程是，對這個變量進行全克隆/拷貝，然后傳遞這個副本，原始值不變。結構體就是值類型，它是傳值的。這意味着，結構體是理想的小型數據結構。

 

由於引用類型在托管堆上分配，它只會在調用垃圾回收時才被清理。

值類型實在內存棧上分配，這就說明他們很容易被回收，而且不受垃圾回收的影響。

 

數據類型分隔為值類型和引用類型。值類型要么是堆棧分配的，要么是在結構中以內聯方式分配的。引用類型是堆分配的。引用類型和值類型都是從最終的基類 Object 派生出來的。當值類型需要充當對象時，就在堆上分配一個包裝（該包裝能使值類型看上去像引用對象一樣），並且將該值類型的值復制給它。該包裝被加上標記，以便系統知道它包含一個值類型。這個進程稱為裝箱，其反向進程稱為取消裝箱。裝箱和取消裝箱能夠使任何類型像對象一樣進行處理。

 

2.Class可以繼承父類，Struct不可以

所有結構體都默認繼承System.ValueType父類，所以不能繼承別的父類，ValueType是值類型的基類，詳見： https://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/system.valuetype(VS.80).aspx

 

 

 

3.Struct必須在構造函數對所有變量賦值

結構體中所有變量都必須在構造函數中初始化

 

4.Struct沒有默認構造函數

 

Struct不允許有參數為空的構造函數

 

5.Struct與class的性能上的優缺點

關於值類型與引用類型的內存可以看這篇文章： https://msdn.microsoft.com/zh-cn/dd365372

 

值類型的實例化之后在內存的大小就是其所有內容物大小，也就是內容物內存越大、占用內存越大，存放在棧中，但是取值更快，不需要GC回收

引用類型把值存放在堆中，引用存在棧中，實例化時要在堆中取值，所以更消耗時間，但是更省內存，因為只用引用指針的大小，需要GC回收

 

 

	值類型		引用類型
內存	大		小
耗時	小		大
GC	小		大

 

 

6.Struct類型變量默認不可為空

也就是說，不能寫這個語句 struct != null，如果像這樣做的話，一定要加上?，為它取值要加上Value，判斷是否為空要用HasValue

Struct? struct = *****;

if(struct.HasValue)

     struct.Value.***** = ****;

原因參考這篇文章： http://blog.csdn.net/xiaojie_cp/article/details/45892325

值類型后面加問號表示可為空null(Nullable 結構)

Nullable是.NET 2.0中新提供的一種用於標明一個值類型是否可以為空的技術。

  對於一個類型，如果既可以給它分配一個值，也可以給它分配空引用null（表示沒有任何值），我們就說這個類型是可空的。

  因此，可空類型可表示一個值，或表示不存在任何值。例如，類似 String 的引用類型就是可空類型，而類似 Int32 的值類型不是可空類型。Nullable 結構支持將值類型擴展為可以為null，但不支持在引用類型上使用，因為引用類型本身就是可空的。

因為值類型的容量只夠表示適合於該類型的值，因此它不可為空；值類型沒有表示空值所需的額外容量。

例：public int? age;

等同 Nullable<int>

 

7.其他

值類型還有一個特性就是一旦修改值，就會產生一個值類型的副本

引用類型修改值，不會產生副本，但所有有該引用的值都會被修改

8.擴充

來自《深入理解C#》
值類型很能干，它們不需要垃圾回收，(除非被裝箱)不會因類型標識而產生開銷，也不需要解引用。
在其他方面，引用類型顯得更能干，在傳遞參數、賦值、將值返回和執行類似的操作時，只需復制4或8字節(要看運行的是是32位還是64位CLR)，而不是賦值全部數據。
值類型傳給一個方法時，就得復制他的全部數據。
根據性能進行設計之前，需要衡量不同的選擇。
類型(不管是類還是結構體)，擁有多少方法並不重要，每個實例所占用的內存不會受到影響。(代碼本身會消耗內存，但這只會發生一次，而不是每個實例都發生)
-update 2017/8/6



by wolf96 2017/7/19