NET中class與struct的區別簡析

在沒有class的面向過程的編程時代，struct是封裝資料的利器，沒它不行。但自從物件導向編程以來，class橫空出世，大家高呼著“萬事萬物皆對象”，把class含在嘴裡，握在手裡，基本上使用class可以替代struct的任何場合。但是各位不要忘了“存在必有其價值”，所以struct還是有其作用和優勢的地方的，要知道如何恰到好處的使用，就需先徹底瞭解二者的區別。

 

    很多時候一提起class和struct，可能很多初學朋友看不出它們兄弟倆有啥區別，的確文法幾乎相同，但其本質卻截然不同：class是參考型別，struct是實值型別，也就是說在記憶體中儲存方式有別，由此產生的一系列差異性。所以只有深刻的理解記憶體配置的相關內容，才能更好的駕馭。

    class(類)是物件導向編程的基本概念，是一種自訂資料結構類型，通常包含欄位、屬性、方法、建構函式、索引器、事件等。在.NET中，所有的類都繼承自System.Object類，是一種參考型別，也就是說，當我們new出一個類的執行個體時，對象儲存了該執行個體實際資料的引用地址，而對象的值儲存在託管堆中。

 

    struct(結構)是一種實值型別，用於將一組相關的資訊變數組織成為一個單一的變數實體。所有的結構都繼承自System.ValueType類，是一種實值型別，我們可以像使用int和char一樣去使用struct。struct執行個體分配線上程的堆棧上，它本身儲存了值，而不是指向該值的指標。

 

瞭解了class和struct的本質，我們可以通過分析和實驗來總結二者的區別了：

（1）關於實質：class是參考型別，struct是實值型別
（2）關於職能：class是行為的封裝，用來表述對象，而struct是資料的封裝，用來儲存資料
（3）關於繼承：class支援繼承自類和介面；而struct只能支繼承介面。struct不能從class繼承，也不能作為class的基類。
（4）關於建構函式：class可以聲明無參建構函式，可以聲明解構函式；而struct只能聲明帶參數建構函式，且不能聲明解構函式。
（5）關於執行個體化：class要使用new關鍵字；而struct可以不使用new關鍵字，struct在聲明時就進行了初始化過程，所有的成員變數均預設為0或null。
（6）關於抽象：class可以實抽象類別(abstract)，可以聲明抽象函數；而struct不能。
（7）關於重載：class可以聲明protected成員、virtual成員、sealed成員和override成員；而struct不可以，但是值得注意的是，struct可以重載System.Object的3個虛方法，Equals()、ToString()和GetHashTable()。
（8）關於比較：兩個class的比較有Equals和==兩種，即值相等和引用相同；而兩個struct可以直接通過==來判斷。
（9）關於銷毀：class執行個體由記憶體回收機制來保證記憶體的回收處理；而struct變數使用完後立即自動解除記憶體配置。
（10）關於參數傳遞：class變數是以按址方式傳遞；而struct變數是以按值方式傳遞的。

 

    既然class幾乎可以完全替代struct來實現所有的功能，那麼struct還有存在的必要嗎？至少在以下情況下，我們應該考慮使用struct來代替class：

    實現一個用於儲存資料的結構時，可以考慮struct。
    考慮與某些Unmanaged 程式碼通訊的相容性問題時，可以考慮struct。

所有這些是struct有一席之地的理由，當然也許還有其他的更多說法，只是我不知道罷了。

引用一個經典樣本

(1)定義介面

 interface IPerson{
void GetSex();
}

(2)定義類

    public class Person
    {
        public Person()
        {
        }

        public Person(string name, int age)
        {
            _name = name;
            _age = age;
        }

        private string _name;

        public string Name
        {
          get { return _name; }
          set { _name = value; }
        }

        private int _age;

        public int Age
        {
          get { return _age; }
          set { _age = value; }
        }
    }

(3)定義結構

    //可以繼承自介面，不可繼承類或結構
    struct Family: IPerson
    {
        public string name;
        public int age;
        public bool sex;
        public string country;
        public Person person;

        //不可以包含顯式的無參建構函式和解構函式
        public Family(string name, int age,

                  bool sex, string country, Person person)
        {
            this.name = name;
            this.age = age;
            this.sex = sex;
            this.country = country;
            this.person = person;
        }

        //不可以實現protected、virtual、sealed和override成員
        public void GetSex()
        {
            if (sex)
                Console.WriteLine(person.Name + " is a boy.");
            else
                Console.WriteLine(person.Name + " is a girl.");
        }

        public void ShowPerson()
        {
            Console.WriteLine("This is {0} from {1}",

                            new Person(name, 22).Name, country);
        }

        //可以重載ToString虛方法
        public override string ToString()
        {
            return String.Format("{0} is {1}, {2} from {3}",

                person.Name, age, sex ? "Boy" : "Girl", country);
        }
    }

    本文關於 class和struct的討論到此為止，在.NET中，關於class和struct的討論將涉及到對參考型別和實值型別的認識，並且進一步將觸角伸向變數記憶體配置這一進階主題，所以我們有必要來瞭解其運行機制，把握區別和應用場合，以便在平常的系統設計中把握好對這一概念層次的內容。