本教程共 100 篇 · 第 92 篇 · 更新于 2026-07-31 · 约 9 分钟阅读

92. struct 与 class 选型

本节目标：学完能根据「值语义、大小、是否要继承」判断一个类型该用 struct 还是 class。

第 9 章我们说过值类型（value type）和引用类型（reference type）的区别，本章落到具体选型上。C# 里 struct 是值类型，class 是引用类型。选错不只是风格问题，还会影响正确性和性能。

一、赋值时的根本差异

struct 赋值时复制整份数据，class 赋值时只复制引用（内存地址）。看这段代码最直观：

namespace CSharpDemo;

struct Point
{
    public int X;
    public int Y;
}

var a = new Point { X = 1, Y = 2 };
var b = a;          // 复制整个 Point
b.X = 99;
Console.WriteLine(a.X); // 仍是 1，a 没被改

var c = new Point { X = 1 };
Console.WriteLine(c.Equals(a)); // False：字段不完全相同

改 b.X 不影响 a，因为 b 是 a 的独立副本。引用类型则相反：两个变量指向同一个对象，一个改了另一个也能看到。

把这个差异记住一个比喻：struct 像复印件，你改复印件不影响原件；class 像微信好友的链接，谁点进去看到的都是同一个对话框。

二、默认相等性怎么算

struct 默认按字段逐值比较（Equals 会比较每个字段）。所以两个字段都相同的 Point 视为相等。但注意：== 运算符对自定义 struct 默认不可用，除非你自己重载 == 或改用 record struct。

namespace CSharpDemo;

record struct Point(int X, int Y);

var a = new Point(1, 2);
var b = new Point(1, 2);
Console.WriteLine(a == b); // True：record struct 自动生成 == 与 Equals

Note

逐字段比较靠反射实现，对字段很多的 struct 会比较慢。若频繁比较相等，用 record struct 让编译器生成高效的 Equals 和 ==。

class 默认比较引用：只有两个变量指向同一个对象才算相等，除非你重写 Equals 或用 record class。

三、readonly struct：把不可变写进类型

如果你希望 struct 永远不被改动，标成 readonly struct。编译器会禁止任何修改其状态的成员，还能帮你在传 in 参数时避免「防御性复制」。

namespace CSharpDemo;

readonly struct Point
{
    public double X { get; }
    public double Y { get; }
    public Point(double x, double y) => (X, Y) = (x, y);

    public double DistanceTo(Point other)
    {
        var dx = X - other.X;
        var dy = Y - other.Y;
        return Math.Sqrt(dx * dx + dy * dy);
    }
}

var p = new Point(0, 0);
Console.WriteLine(p.DistanceTo(new Point(3, 4))); // 5

Tip

大多数「数据为主」的 struct 都应声明为 readonly。它既表达设计意图，又让编译器做优化，是稳赚不赔的写法。

四、什么时候用 struct

满足下面几条，优先考虑 struct：

类型很小（官方经验值约 16 字节以内，存几个相关数值）。
语义上是「一个值」：坐标、颜色、金额、配置项，两个内容相同的实例就该相等。
主要是装数据，行为很少，不需要继承。
会被大量创建和传递，希望避免引用类型的堆分配开销。

namespace CSharpDemo;

readonly struct Money
{
    public decimal Amount { get; }
    public string Currency { get; }
    public Money(decimal amount, string currency) => (Amount, Currency) = (amount, currency);
}

var price = new Money(9.99m, "CNY");
Console.WriteLine($"{price.Amount} {price.Currency}");

判断一个类型该用 struct 还是 class，有个实用的「反向清单」：先假设它是 class；只有当它同时满足「小、值语义、不可变、不继承、不需要身份」五条，才值得下沉成 struct。反过来，只要有一条不满足，就安心留在 class。照着这张清单走，你很少会纠结太久，也不会因选错类型埋下性能或逻辑隐患。

五、什么时候用 class

以下情况请用 class：

需要继承基类或实现多态，struct 不能继承其他 struct/class（但能实现接口）。
类型有唯一「身份」，两个字段相同的对象应被视为不同个体（比如两个 Person 即便同名同岁也不是同一人）。
对象较大，频繁复制成本高；或需要引用语义（改一处处处可见）。
需要用到 class 专属能力，如析构函数、基类 object 引用语义等。

Note

旧教程常说 struct 不能有「无参构造函数」（parameterless constructor），那是 C# 9 及更早的说法。从 C# 10 起，struct 也能写无参构造函数来自定义默认值；default 表达式仍会零初始化所有字段。这点请以 C# 14 为准。

Note

留意 struct 的「默认值」陷阱：default(Point) 会把所有字段清零，而不会去调用你写的构造函数。所以别在 struct 构造函数里假设「字段一定有合理初始值」——读取方完全可能拿到全零的 default 实例。这也是为什么配合 readonly struct 并走明确的构造入口更稳，能避免「以为初始化了其实没初始化」的错觉。

Tip

若你只是想避免引用分配、又舍不得 struct 的诸多写法限制，别忘了还有 readonly struct 配 in 参数这套组合：既能享受值传递的确定性，又能借助 in 避免「防御性复制」带来的额外开销，是性能敏感场景下的常用手法。

六、新手踩坑

大 struct 当参数传来传去，每次都是整份复制，性能反而更差。超过几十字节就考虑 class。
可变的 struct 传给方法时，方法里改的是副本，原值没变，容易误以为「改了」。优先用 readonly struct。
struct 装箱（转成 object 或接口）会失去值类型优势，还可能产生意料外的行为。
struct 不能当其他类型的基类，需要多态就选 class。

Warning

不要用可变 struct（mutable struct）当作字典的键或放进 HashSet。因为值类型会被复制，存入后你在外面对副本的修改不会反映到集合内部那份，导致「怎么也查不到刚放进去的键」这类诡异 bug。要么用 readonly struct，要么干脆用 class。

七、为什么这样设计

为什么 C# 要同时给 struct 和 class 两种东西？因为「值语义」和「引用语义」解决的是两类完全不同的问题。值类型的好处是确定性和性能：它直接在栈或所在容器里存放数据，赋值即复制，没有额外的堆分配，也不需要 GC 操心。引用类型的好处是共享和身份：多个地方拿着同一个对象的引用，修改互相可见，还能被继承、被多态。

语言设计者不想让你在「性能」和「灵活」之间二选一，于是把两种语义都给了你。代价是：你得自己判断这个类型更像「一个值」还是「一个对象」。判断错，要么逻辑出 bug（以为改了其实没改），要么性能拉胯（大对象反复复制）。

八、与其它语言对比

Java：早期只有引用类型（类），基本类型（int、double）不是对象。C# 的 struct 让值类型也能拥有方法和属性，更统一。
C++：struct 和 class 几乎没区别，靠默认访问权限区分。C# 里二者语义截然不同，不能混用。
Go：类似 C# struct 的值语义，但没有「class」这个关键字，所有复合类型都是 struct 思路。

Tip

不确定时用哪？经验法则：先默认写 class。当你发现「这个类型很小、像个数、两个内容相同就该相等、从不继承」，再把它下沉成 readonly struct。从 class 起步永远不会错。

九、本节小结

一句话：小、值语义、不可变、不继承，用 struct；要身份、要继承、要大对象，用 class。不确定时，从 class 起步永远不会错，需要极致性能再下沉到 readonly struct。下章我们聊内存回收与资源释放。