c# - 不可变类与结构

Question

以下是 C# 中类与结构的唯一不同之处(如果我错了请纠正我):

• 类变量是引用，而结构变量是值，因此结构的整个值在赋值和参数传递中被复制
• 类变量是存储在堆栈上的指针，指向堆上的内存，而结构变量作为值存储在堆上

假设我有一个不可变结构，它的字段一旦初始化就不能修改。每次我将此结构作为参数传递或在赋值中使用时，该值都会被复制并存储在堆栈中。

然后假设我使这个不可变结构成为一个不可变类。此类的单个实例将被创建一次，并且在赋值和参数传递中只会复制对该类的引用。

如果对象是可变的，这两种情况下的行为会有所不同:当改变对象时，第一种情况下结构的副本将被修改，而在第二种情况下原始对象将被更改.然而，在这两种情况下，对象都是不可变的，因此对于该对象的用户来说，这实际上是一个类还是一个结构没有区别。

既然复制引用比复制结构便宜，为什么要使用不可变结构？

此外，由于 mutable structs are evil ，看起来根本没有理由使用结构。

我哪里错了？

Answer 1

Since copying reference is cheaper than copying struct, why would one use an immutable struct?

这并不总是正确的。在 64 位操作系统上复制引用将占用 8 个字节，这可能比许多结构都大。

另请注意，创建类的成本可能更高。创建结构通常完全在堆栈上完成(虽然 there are many exceptions )，这是非常快的。创建类需要创建对象句柄(用于垃圾收集器)、在堆栈上创建引用并跟踪对象的生命周期。这会增加 GC 压力，这也会产生实际成本。

也就是说，创建一个大型 不可变结构可能不是一个好主意，这就是为什么 Guidelines for choosing between Classes and Structures 的部分原因。如果您的结构将超过 16 个字节，如果它被装箱，以及其他使差异变小的问题，建议始终使用类。

话虽这么说，但我的决定通常更多地基于相关类型的预期用途和含义。值类型应该用来指代单个值(同样，请引用指南)，并且通常具有与类不同的语义含义和预期用法。在类或结构之间做出选择时，这通常与性能特征一样重要。