C# --- 深入学习结构体

       结构体（struct）是一种用户定义的值类型。结构体通常用于封装一组相关的变量（比如数值和字符串），这些变量组成一个小型的数据结构。通俗易懂的解释：结构体（struct）是一种简单的数据类型，用于存储一组相关的数据。与类（class）不同，结构体是值类型，直接存储数据，通常用于表示轻量级对象，例如点的坐标或矩形的尺寸。

3.1 结构体的特点

3.1.1 值类型：结构体是值类型，它们存储在栈上而不是堆上。当你将一个结构体赋值给另一个结构体时，是对其值的拷贝。

3.1.2 轻量级：结构体适用于包含少量数据的小型数据结构。

3.1.3 不可继承：结构体不支持继承。你不能从一个结构体派生出另一个结构体。

3.1.4 默认构造函数：结构体自动提供一个无参数的默认构造函数，用于初始化其字段。

3.1.5 接口实现：结构体可以实现接口。

3.2 结构体的定义和使用

3.2.1 定义结构体

public struct Point

{

    public int X { get; set; }

    public int Y { get; set; }
    
    // 构造函数

    public Point(int x, int y)

{

    X = x;

    Y = y;

}

// 方法

public void Display()

{

    Console.WriteLine($"Point: ({X}, {Y})");

}

3.2.2 使用结构体

public class Program
{
    public static void Main()
    {
        // 使用构造函数创建结构体实例
        Point p1 = new Point(10, 20);
        p1.Display(); // 输出: Point: (10, 20)

        // 默认构造函数
        Point p2;
        p2.X = 30;
        p2.Y = 40;
        p2.Display(); // 输出: Point: (30, 40)

        // 复制结构体
        Point p3 = p1;
        p3.X = 50;
        p3.Display(); // 输出: Point: (50, 20)
        p1.Display(); // 输出: Point: (10, 20) - p1 未受影响
    }
}

3.3 结构体和类的对比

特性	结构体（struct）	类（class）
存储位置	栈（Stack）	堆（Heap
默认实例化方式	无参数构造函数自动初始化	必须显式调用构造函数
继承	不支持继承	支持继承
值/引用	值类型，赋值时复制其内容	引用类型，赋值时复制引用
适用场景	适合小型、简单的数据结构	适合复杂或大型的数据结构

3.4 使用场景

需要表示一个轻量级对象，且对象不会被修改（即不可变）。

对象的大小小于16字节，并且频繁创建和销毁。

对象的生命周期很短或被封装在另一个对象中使用。

3.5 定义和使用一个简单的结构体

3.5.1 定义一个结构体

public struct Rectangle
{
    public int Width { get; set; }
    public int Height { get; set; }

    public Rectangle(int width, int height)
    {
        Width = width;
        Height = height;
    }

    public int GetArea()
    {
        return Width * Height;
    }

    public void Display()
    {
        Console.WriteLine($"Rectangle: Width = {Width}, Height = {Height}, Area = {GetArea()}");
    }
}

3.5.2 使用结构体

public class Program
{
    public static void Main()
    {
        // 创建结构体实例
        Rectangle rect1 = new Rectangle(10, 20);
        rect1.Display(); // 输出: Rectangle: Width = 10, Height = 20, Area = 200

        // 默认构造函数
        Rectangle rect2;
        rect2.Width = 15;
        rect2.Height = 25;
        rect2.Display(); // 输出: Rectangle: Width = 15, Height = 25, Area = 375

        // 复制结构体
        Rectangle rect3 = rect1;
        rect3.Width = 30;
        rect3.Display(); // 输出: Rectangle: Width = 30, Height = 20, Area = 600
        rect1.Display(); // 输出: Rectangle: Width = 10, Height = 20, Area = 200 - rect1 未受影响
    }
}