结构
结构是值类型,不是引用类型。它们存储在栈中或存储为内联(inline)(如果它们是存储在堆中的另一个对象的一部分),其生存期的限制与简单的数据类型一样。结构不支持继承。对于结构,构造函数的工作方式有一些区别。尤其是编译器总是提供一个无参数的默认构造函数,它是不允许替换的。使用结构,可以指定字段如何在内存中布局因为结构实际上是把数据项组合在一起,有时大多数或者全部字段都声明为public。严格来说,这与编写.NET代码的规则相反-根据Microsoft,字段(除了const字段之外)应总是私有的,并由公有属性封装。
虽然结构是值类型,但在语法上常常可以把它们当作类来处理。例如,在上面的Dimensions类的定义中,可以编写下面的代码:
Dimensions point = new Dimensions ();
point.Length = 3;
point.Width = 6;
注意,因为结构是值类型,所以new运算符与类和其他引用类型的工作方式不同。new运算符并不分配堆中的内存,而是只调用相应的构造函数,根据传送给它的参数,初始化所有的字段。对于结构,可以编写下述完全合法的代码:
Dimensions point;
point.Length = 3;
point.Width = 6;
如果Dimensions是一个类,就会产生一个编译错误,因为point包含一个未初始化的引用不指向任何地方的一个地址,所以不能给其字段设置值。但对于结构,变量声明实际上是为整个结构在栈中分配空间,所以就可以为它赋值了。但要注意下面的代码会产生一个编译错误,编译器会抱怨用户使用了未初始化的变量:
Dimensions point;
Double D = point.Length;
结构遵循其他数据类型都遵循的规则:在使用前所有的元素都必须进行初始化。在结构上调用new运算符,或者给所有的字段分别赋值,结构就完全初始化了。当然,如果结构定义为类的成员字段,在初始化包含的对象时,该结构会自动初始化为0。
结构是会影响性能的值类型,但根据使用结构的方式,这种影响可能是正面的,也可能是负面的。正面的影响是为结构分配内存时,速度非常快,因为它们将内联或者保存在栈中。在结构超出了作用域被删除时,速度也很快,不需要等待垃圾回收。负面影响是,只要把结构作为参数来传递或者把一个结构赋予另一个结构(如A=B,其中A和B是结构),结构的所有内容就被复制,而对于类,则只复制引用。这样就会有性能损失,根据结构的大小,性能损失也不同。注意,结构主要用于小的数据结构。但当把结构作为参数传递给方法时,应把它作为ref参数传递,以避免性能损失一一此时只传递了结构在内存中的地址,这样传递速度就与在类中的传递速度一样快了。但如果这样做,就必须注意被调用的方法可以改变结构的值。
结构和继承
结构不是为继承设计的。这意味着:它不能从一个结构中继承。唯一的例外是对应的结构(和C#中的其他类型一样)最终派生于类System.Object。因此,结构也可以访问System.Object的方法。在结构中,甚至可以重写System.Object中的方法-如重写ToStringO方法。结构的继承链是:每个结构派生自System.ValueType类, System. ValueType类又派生自System.Object. ValueType并没有给Object添加任何新成员,但提供了一些更适合结构的实现方式。注意,不能为结构提供其他基类:每个结构都派生自ValueType.
结构的构造函数
为结构定义构造函数的方式与为类定义构造函数的方式相同,但不允许定义无参数的构造函数。这看起来似乎没有意义,但其原因隐藏在.NET运行库的实现方式中。在一些极罕见的情况中,.NET运行库不能调用用户提供的自定义无参数构造函数,因此Microsoft干脆采用一种非常简单的方式:禁止在C#的结构内使用无参数的构造函数。前面说过,默认构造函数把数值字段都初始化为0,把引用类型字段初始化为null,且总是隐式地给出,即使提供了其他带参数的构造函数,也是如此。提供字段的初始值也不能绕过默认构造函数。下面的代码会产生编译错误:struct Dimensionspublic double Length = 1; // error. Initial values not allowed publicdouble Width = 2; // error. Initial values not allowed当然,如果Dimensions声明为一个类,这段代码就不会有编译错误。另外,可以像类那样为结构提供Close()或Dispose()方法。