C#中的struct

在C#中，struct 是一种值类型，它用于定义轻量级的对象，这些对象通常用于存储少量数据。与引用类型（如类 class）不同，结构体是直接存储在栈上的，或者作为其他类型的一个字段时，存储在包含类型的实例中。这意味着，当你传递或赋值一个结构体时，会复制整个结构体的内容，而不是仅仅复制一个指向对象的引用。这在某些场景下可以提高效率，并避免了引用类型可能导致的副作用。

结构体的特点：

值类型：结构体是值类型，意味着它们在内存中直接存储其数据，当作为参数传递或赋值时，会创建一份拷贝。
默认构造函数：结构体有默认的无参构造函数，用于初始化所有字段为它们的默认值（例如，数字为0，引用类型为null）。
可以有构造函数：尽管结构体默认有一个无参构造函数，你也可以定义自己的构造函数，但是需要注意的是，结构体不能有默认的无参数构造函数以外的默认构造函数（即没有参数列表的构造函数），且构造函数必须初始化所有的字段。
可以有方法、属性、索引器、事件：与类相似，结构体也可以包含方法、属性、索引器和事件，但通常推荐仅在必要时才这么做，因为结构体主要用于轻量级的数据封装。
继承性：结构体不能从另一个结构体或类继承，也不能作为基类被其他类或结构体继承。所有结构体都隐式继承自 System.ValueType，后者又继承自 System.Object。
密封性：结构体是密封的，意味着不能被其他类型继承。
性能考虑：由于结构体是值类型，所以在栈上分配时速度很快，适合于那些频繁创建和销毁的小型数据结构。但是，如果结构体过大或者包含大型对象（如数组、大字符串等），则可能不如引用类型高效，因为每次复制都会涉及大量数据。
装箱和拆箱：当结构体用作对象类型时（例如，存储在Object类型的变量中或作为泛型参数），会发生装箱操作，将结构体转换为对象引用。相反的过程称为拆箱。装箱和拆箱操作会带来性能开销。

使用场景：

轻量级数据结构：当需要存储一些简单的数据组合，比如坐标、颜色、日期时间等，且不需要复杂的继承或多态行为时，使用结构体更为合适。
性能敏感的场景：在对性能要求极高的循环或频繁操作中，使用结构体可以减少垃圾回收的压力。

在C#中，struct 和 class 都用于定义对象，但它们之间存在几个关键的区别，主要涉及内存管理、继承、默认值、赋值行为等方面。以下是两者之间的一些核心差异：

1. 内存管理

struct（结构体）：结构体是值类型，它们通常直接存储在栈上或作为其他类型的一部分存储在堆上。当结构体作为方法的参数传递或被赋值给另一个变量时，会创建结构体内容的一份拷贝。这意味着修改一个结构体变量不会影响到原始数据。
class（类）：类是引用类型，它们存储在堆上，而变量通常只包含对对象的引用（一个指针）。当类的对象被传递或赋值时，实际上只是复制了对象的引用，而不是对象本身。因此，多个变量可能指向同一个对象，修改其中一个变量的内容会影响到其他所有指向同一对象的变量。

2. 默认值

struct：结构体的每个字段都会被初始化为其默认值（如 int 类型默认为0，bool 类型为false，引用类型为null等），即使没有显式初始化。
class：类的实例如果没有通过构造函数初始化，其字段将保持未定义状态，且不能直接访问未实例化的类对象。

3. 继承

struct：结构体不能从另一个结构体或类继承，也不可以被其他结构体或类继承。所有结构体隐式继承自 System.ValueType，而 System.ValueType 继承自 System.Object。
class：类可以继承自其他类（除了密封类），并且可以作为基类被其他类继承，支持多层继承和接口的实现。

4. 构造函数

struct：虽然结构体可以有构造函数，但它们只能有带有参数的构造函数。结构体没有默认的无参构造函数，除非你显式定义一个。此外，调用结构体的构造函数通常是通过初始化语法完成的。
class：类既可以有无参数构造函数也可以有带参数的构造函数，并且如果不显式定义任何构造函数，编译器会自动提供一个默认的无参构造函数。