c# - 可变结构与类？

Question

我不确定是使用可变结构还是可变类。 我的程序存储了一个包含很多对象的数组。 我注意到使用一个类会使所需的内存量增加一倍。但是，我希望对象是可变的，而且有人告诉我使用可变结构是邪恶的。 这是我的类型的样子:

struct /* or class */ Block
{
    public byte ID;
    public bool HasMetaData; // not sure whether HasMetaData == false or
                             // MetaData == null is faster, might remove this
    public BlockMetaData MetaData; // BlockMetaData is always a class reference
}

像这样分配大量对象(注意下面的两个代码都运行了 81 次):

// struct
Block[,,] blocks = new Block[16, 256, 16];

使用大约 35 MiB 的内存，同时这样做:

// class
Block[,,] blocks = new Block[16, 256, 16];
for (int z = 0; z < 16; z++)
for (int y = 0; y < 256; y++)
for (int x = 0; x < 16; x++)
    blocks[x, y, z] = new Block();

使用大约 100 MiB 的内存。

总而言之，我的问题如下:

我应该为我的 Block 类型使用结构还是类？实例应该是可变的，并存储一些值和一个对象引用。

Answer 1

首先，如果你真的想节省内存，那么不要使用结构或类。

byte[,,] blockTypes = new byte[16, 256, 16]; 
BlockMetaData[,,] blockMetadata = new BlockMetaData[16, 256, 16];

您想在内存中将类似的东西紧紧地打包。如果可以避免的话，您永远不想在结构中的引用旁边放置一个字节；这样的结构会自动浪费三到七个字节。 在 .NET 中引用必须是字对齐的。

其次，我假设您正在此处构建体素系统。可能有比 3 维数组更好的方式来表示体素，具体取决于它们的分布。如果您要制作大量此类内容，请将它们存储在不可变八叉树 中。通过使用不可变八叉树的 持久性 属性，只要您所代表的宇宙是“ block 状”的，您就可以制作具有 千万亿 体素的立方体结构。也就是说，全世界有很大的相似区域。您需要花费更多的 O(lg n) 时间来访问和更改元素，但您可以使用更多的元素。

第三，“ID”是一种非常糟糕的表示“类型”概念的方式。当我看到“ID”时，我假设该数字唯一地标识该元素，而不是描述它。考虑将名称更改为不那么令人困惑的名称。

第四，有多少元素有元数据？如果具有元数据的元素数量与元素总数相比较小，那么您可能会比引用数组做得更好。考虑一种稀疏数组方法；稀疏数组的空间效率更高。