[C#参考]Struct结构体

结构体是一种简单的用户自定义类型，也是类的一种轻量级的替代品。

相似之处：他们都有构造函数、属性、方法、字段、操作符、嵌套类型和索引器。

差异之处：类是一种引用类型，而结构体是一种值类型。因此结构体一般用于表示无须引用语义的对象。

struct 类型适于表示 Point、Rectangle 和 Color 等轻量对象。 尽管使用自动实现的属性将一个点表示为类同样方便，但在某些情况下使用结构更加有效。 例如，如果声明一个 1000 个 Point 对象组成的数组，为了引用每个对象，则需分配更多内存；这种情况下，使用结构可以节约资源。但是结构体集合的效率就不行了，因为集合的元素应该是引用类型的，所以结构体必须进行装箱处理，装箱和拆箱是有开销的，所以类在大的集合中更有效率。

using System;

namespace CreatingAStruct
{
    public struct Location
    {
        private int xValue;
        private int yValue;
        //结构体的构造函数，new操作符要调用Location的构造函数
        public Location(int xCoordinate, int yCoordinate)
        {
            xValue = xCoordinate;
            yValue = yCoordinate;
        }
        
        //结构隐式地从基类 Object 继承，所以结构可实现接口，其方式同类完全一样
        public override string ToString()
        {
            return (String.Format("{0},{1}", xValue, yValue));
        }
    }

    public class Tester
    {
        //这里参数loc是一个值传递
        public void MyFunc(Location loc)
        {
            loc.x = 150;
            loc.y = 200;
            Console.WriteLine("In MyFunc loc:{0}", loc);
        }

        static void Main()
        {
            Location loc = new Location(200,300);

            //WriteLine()的参数是一个对象，Location却是一个结构体(一种值类型)
            //编译器自动将结构体装箱，(就像所有的值类型一样)而且传递给WriteLine()的正是装箱得到的对象
            Console.WriteLine("Local location: {0}", loc);

            //结构是作为一个值对象专递的，MyFunc()中只是一个副本，如果把结构声明为类就是引用类型
            Tester t = new Tester();
            t.MyFunc(loc);

            Console.WriteLine("Local location: {0}", loc);

            Console.ReadKey();
        }
    }
}

　　

在结构体中初始化实例字段也是错误的；同时为结构体显式的定义无参的构造函数也是错误的。

public struct Location
{
	//private int xValue = 10;	这里是错误的，不能在结构体中初始化实例字段
	private int xValue;
	private int yValue;
	//结构体的构造函数，new操作符要调用Location的构造函数
	public Location(int xCoordinate, int yCoordinate)
	{
	}
	 
	//结构隐式地从基类 Object 继承，所以结构可实现接口，其方式同类完全一样
	public override string ToString()
	{
		return (String.Format("{0},{1}", xValue, yValue));
	}
}

　　上面的代码中在结构体中初始化字段是错误的，同时显式的定义无参的构造函数也是错误的。也就是说你不能覆盖编译器自动加上的无参的构造函数，当new一个结构体并且不传入参数的时候，每个字段都是定义时的默认值（int是0，引用的是null）。

只能通过两种方式初始化结构成员：一是使用参数化构造函数，二是在声明结构后分别访问成员。 对于任何私有成员或以其他方式设置为不可访问的成员，只能在构造函数中进行初始化。

当然参数化的构造函数是可以只初始化部分的字段的，而给其他的字段设置一些初始值。

public Location(int xCoordinate)
{
	xValue = xCoordinate;
	yValue = 10;
}

　　这个构造函数是有参数的构造函数，但是只初始化了一部分的字段，另外的一部分设置一个默认的值。

如果使用 new 运算符创建结构对象，则会创建该结构对象，并调用适当的构造函数。 

与类不同，结构的实例化可以不使用 new 运算符。 在此情况下不存在构造函数调用，因而可以提高分配效率。 但是，在初始化所有字段之前，字段将保持未赋值状态且该结构对象不可用。

C#结构体的创建方式跟C++的创建方式存在很大的不同，C++在创建时，new的方式会在堆中创建，非new的方式在栈中创建。但是两种方式都会调用构造函数，不传参数就调用默认构造函数。

但是C#的结构体的默认的无参构造函数不能显式的定义，只能是隐式的。并且new和非new的方式都会在栈中开辟内存空间。同时new的方式会调用构造函数，非new的方式不会调用任何的构造函数。

当结构包含引用类型作为成员时，必须显式调用该成员的默认构造函数，否则该成员将保持未赋值状态且该结构不可用。

对于结构，不像类那样存在继承。 一个结构不能从另一个结构或类继承，而且不能作为一个类的基。 但是，结构从基类 Object 继承。 结构可实现接口，其方式同类完全一样。

无法使用 struct 关键字声明类。 在 C# 中，类与结构在语义上是不同的。 结构是值类型，也就是说生成的对象是在栈中创建的，而类是引用类型。

除非需要引用类型语义（如集合对象），将较小的类声明为结构，可以提高系统的处理效率。

结构体不能初始化，没有结构函数，没有自定义默认构造函数。如果我们不提供构造方法，CLR将初始化结构体，将所有的数据成员置零。如果提供了非默认的构造方法，就不会发生CLR初始化，因此必须显式初始化结构体中的所有字段。

using System;

public struct CoOrds
{
    public int x, y;

    public CoOrds(int p1, int p2)
    {
        x = p1;
        y = p2;
    }
}

// Declare and initialize struct objects.
class TestCoOrds
{
    static void Main()
    {
        // Initialize:   
        CoOrds coords1 = new CoOrds();
        CoOrds coords2 = new CoOrds(10, 10);

        // Display results:
        Console.Write("CoOrds 1: ");
        Console.WriteLine("x = {0}, y = {1}", coords1.x, coords1.y);

        Console.Write("CoOrds 2: ");
        Console.WriteLine("x = {0}, y = {1}", coords2.x, coords2.y);

        //Declare an object without the call of the constructor function
        CoOrds coords3;
        //Initialize
        //所有的结构字段都必须初始化，不然这个结构对象就不能被使用
        coords3.x = 120;
        coords3.y = 150;
        // Display results:
        Console.Write("CoOrds 3: ");
        Console.WriteLine("x = {0}, y = {1}", coords3.x, coords3.y);

        // Keep the console window open in debug mode.
        Console.WriteLine("Press any key to exit.");
        Console.ReadKey();
    }
}