제가 언제 수업 대신 구조체를 사용해야 합니까?

제가 언제 수업 대신 구조체를 사용해야 합니까?

MSDN은 가벼운 물체가 필요할 때 구조물을 사용해야 한다고 말합니다.클래스보다 구조가 더 좋을 때 다른 시나리오가 있습니까?

일부 사람들은 다음과 같은 사실을 잊어버렸을 수 있습니다.

1. 구조체에는 메서드가 있을 수 있습니다.
2. 구조체를 상속할 수 없습니다.

구조와 클래스 간의 기술적 차이를 이해합니다. 구조를 언제 사용해야 할지 잘 모르겠습니다.

MSDN에는 다음과 같은 답이 있습니다.클래스와 구조 사이에서 선택합니다.

기본적으로, 그 페이지는 당신에게 4개 항목의 체크리스트를 제공하고 당신의 유형이 모든 기준을 충족하지 않으면 수업을 사용하라고 말합니다.

유형에 다음 특성이 모두 있는 경우가 아니면 구조를 정의하지 마십시오.

• 기본 유형(정수, 이중 등)과 유사한 단일 값을 논리적으로 나타냅니다.
• 인스턴스 크기가 16바이트보다 작습니다.
• 그것은 불변입니다.
• 그것은 자주 상자에 넣을 필요가 없을 것입니다.

저는 제가 가장 중요한 측면으로 생각하는 이것을 이전 답변에서 읽지 않은 것에 놀랐습니다.

나는 정체성이 없는 타입을 원할 때 구조체를 사용합니다.예를 들어 3D 점:

public struct ThreeDimensionalPoint
{
    public readonly int X, Y, Z;
    public ThreeDimensionalPoint(int x, int y, int z)
    {
        this.X = x;
        this.Y = y;
        this.Z = z;
    }

    public override string ToString()
    {
        return "(X=" + this.X + ", Y=" + this.Y + ", Z=" + this.Z + ")";
    }

    public override int GetHashCode()
    {
        return (this.X + 2) ^ (this.Y + 2) ^ (this.Z + 2);
    }

    public override bool Equals(object obj)
    {
        if (!(obj is ThreeDimensionalPoint))
            return false;
        ThreeDimensionalPoint other = (ThreeDimensionalPoint)obj;
        return this == other;
    }

    public static bool operator ==(ThreeDimensionalPoint p1, ThreeDimensionalPoint p2)
    {
        return p1.X == p2.X && p1.Y == p2.Y && p1.Z == p2.Z;
    }

    public static bool operator !=(ThreeDimensionalPoint p1, ThreeDimensionalPoint p2)
    {
        return !(p1 == p2);
    }
}

이 구조의 인스턴스가 두 개 있는 경우 메모리에 있는 단일 데이터인지 두 개인지는 중요하지 않습니다.당신은 단지 그들이 가지고 있는 가치에 관심을 가질 뿐입니다.

빌 와그너는 이에 대한 장을 그의 책 "effective c#"(http://www.amazon.com/Effective-Specific-Ways-Improve-Your/dp/0321245660) )에 가지고 있습니다.그는 다음 원칙을 사용하여 결론을 내립니다.

1. 유형 데이터 스토리지의 주요 책임은 무엇입니까?
2. 퍼블릭 인터페이스는 데이터 멤버에 액세스하거나 수정하는 속성에 의해 완전히 정의됩니까?
3. 당신의 유형은 절대 하위 클래스가 없을 것이라고 확신합니까?
4. 당신은 당신의 타입이 절대 다형성으로 치료되지 않을 것이라고 확신합니까?

4개의 질문에 모두 '예'라고 답하면 구조를 사용합니다.그렇지 않으면 클래스를 사용합니다.

다음 경우 클래스 사용자:

• 그것의 정체성은 중요합니다.구조는 값에 의해 메소드로 전달될 때 암묵적으로 복사됩니다.
• 메모리 설치 공간이 클 것입니다.
• 필드에는 이니셜라이저가 필요합니다.
• 기본 클래스에서 상속해야 합니다.
• 다형성 행동이 필요합니다.

다음과 같은 경우 구조체 사용:

• 기본 유형(int, long, 바이트 등)처럼 작동합니다.
• 메모리 공간이 작아야 합니다.
• 구조를 값으로 전달해야 하는 P/Invoke 메서드를 호출하고 있습니다.
• 가비지 수집이 애플리케이션 성능에 미치는 영향을 줄여야 합니다.
• 필드는 기본값으로만 초기화해야 합니다.이 값은 숫자 유형의 경우 0, 부울 유형의 경우 false, 참조 유형의 경우 null입니다.
  • C# 6.0에서 구조체는 구조체의 필드를 기본값이 아닌 값으로 초기화하는 데 사용할 수 있는 기본 생성자를 가질 수 있습니다.
• 모든 구조체가 상속되는 ValueType 이외의 기본 클래스에서 상속할 필요는 없습니다.
• 다형성 동작은 필요하지 않습니다.

참조 유형 대신 값 형식 의미론을 사용하려면 구조체를 사용합니다.구조는 값별로 복사되므로 주의하십시오!

또한 이전 질문을 참조하십시오.

에서 구조와 클래스의 차이점은 무엇입니까?NET?

다음과 같은 경우 구조체를 사용합니다.

1. 개체는 읽기 전용이어야 합니다(구조체를 통과/통과할 때마다 복사됨).읽기 전용 개체는 대부분의 경우 잠금이 필요하지 않기 때문에 멀티 스레드 처리 시 유용합니다.

2. 물체는 작고 수명이 짧습니다.이러한 경우 개체를 관리 힙에 배치하는 것보다 훨씬 효율적인 스택에 할당할 가능성이 높습니다.개체에 의해 할당된 메모리는 범위를 벗어나는 즉시 해제됩니다.즉, 가비지 컬렉터의 작업이 적고 메모리가 더 효율적으로 사용됩니다.

오래된 주제이지만 간단한 벤치마크 테스트를 제공하고자 했습니다.

두 개의 .cs 파일을 만들었습니다.

public class TestClass
{
    public long ID { get; set; }
    public string FirstName { get; set; }
    public string LastName { get; set; }
}

그리고.

public struct TestStruct
{
    public long ID { get; set; }
    public string FirstName { get; set; }
    public string LastName { get; set; }
}

벤치마크 실행:

• 테스트 클래스 1개 만들기
• 1개의 테스트 구조 생성
• 100개의 테스트 클래스 만들기
• 100개의 테스트 구조 생성
• 10000 테스트 클래스 만들기
• 10000 테스트 구조 생성

결과:

BenchmarkDotNet=v0.12.0, OS=Windows 10.0.18362
Intel Core i5-8250U CPU 1.60GHz (Kaby Lake R), 1 CPU, 8 logical and 4 physical cores
.NET Core SDK=3.1.101
[Host]     : .NET Core 3.1.1 (CoreCLR 4.700.19.60701, CoreFX 4.700.19.60801), X64 RyuJIT  [AttachedDebugger]
DefaultJob : .NET Core 3.1.1 (CoreCLR 4.700.19.60701, CoreFX 4.700.19.60801), X64 RyuJIT


|         Method |           Mean |         Error |        StdDev |     Ratio | RatioSD | Rank |    Gen 0 | Gen 1 | Gen 2 | Allocated |
|--------------- |---------------:|--------------:|--------------:|----------:|--------:|-----:|---------:|------:|------:|----------:|

|      UseStruct |      0.0000 ns |     0.0000 ns |     0.0000 ns |     0.000 |    0.00 |    1 |        - |     - |     - |         - |
|       UseClass |      8.1425 ns |     0.1873 ns |     0.1839 ns |     1.000 |    0.00 |    2 |   0.0127 |     - |     - |      40 B |
|   Use100Struct |     36.9359 ns |     0.4026 ns |     0.3569 ns |     4.548 |    0.12 |    3 |        - |     - |     - |         - |
|    Use100Class |    759.3495 ns |    14.8029 ns |    17.0471 ns |    93.144 |    3.24 |    4 |   1.2751 |     - |     - |    4000 B |
| Use10000Struct |  3,002.1976 ns |    25.4853 ns |    22.5920 ns |   369.664 |    8.91 |    5 |        - |     - |     - |         - |
|  Use10000Class | 76,529.2751 ns | 1,570.9425 ns | 2,667.5795 ns | 9,440.182 |  346.76 |    6 | 127.4414 |     - |     - |  400000 B |

메소드 호출에서 반환되는 몇 가지 값을 그룹화하고 싶을 때 항상 구조를 사용했지만, 해당 값을 읽은 후에는 이 값을 사용할 필요가 없습니다.그냥 청결을 유지하는 방법으로.저는 구조물에 있는 것들을 "버려지는 것"으로 보고 수업에 있는 것들을 더 유용하고 "기능적인" 것으로 보는 경향이 있습니다.

개체가 불변할 경우 구조체를 사용할지 클래스를 사용할지 여부에 대한 문제는 일반적으로 의미론보다는 성능에 있습니다.32/64비트 시스템에서 클래스 참조는 클래스의 정보 양에 관계없이 4/8바이트를 저장해야 합니다. 클래스 참조를 복사하려면 4/8바이트를 복사해야 합니다.반면, 모든 고유 클래스 인스턴스는 보유한 정보와 참조의 메모리 비용 외에 8/16바이트의 오버헤드를 가집니다.각각 4개의 32비트 정수를 포함하는 500개의 엔티티 배열을 원한다고 가정합니다.엔티티가 구조 유형인 경우 어레이는 500개의 엔티티가 모두 동일한지, 모두 다른지, 또는 그 사이에 있는지에 관계없이 8,000바이트가 필요합니다.엔티티가 클래스 유형인 경우 500개의 참조 배열은 4,000바이트를 사용합니다.이러한 참조가 모두 서로 다른 개체를 가리킬 경우 개체는 각각 24바이트(500개 모두에 12,000바이트), 총 16,000바이트가 필요합니다. 이는 구조체 유형의 스토리지 비용의 두 배에 해당합니다.반면에, 코드에서 하나의 개체 인스턴스를 생성한 다음 500개의 모든 어레이 슬롯에 참조를 복사하면 해당 인스턴스의 총 비용은 24바이트이고 어레이의 총 비용은 4,024바이트입니다.대폭적인 절약.지난 번처럼 잘 해결되는 상황은 거의 없지만, 경우에 따라 이러한 공유를 가치 있게 만들기 위해 일부 참조를 충분한 어레이 슬롯에 복사할 수도 있습니다.

만약 엔티티가 변동 가능해야 한다면, 클래스나 구조체를 사용할 것인지에 대한 문제는 어떤 면에서 더 쉽습니다."Thing"이 x라는 정수 필드를 가진 구조체 또는 클래스이며 다음 코드를 수행한다고 가정합니다.

사물 t1, t2;...t2 = t1;t2.x = 5;

후자의 문장이 t1.x에 영향을 미치기를 원하십니까?

Thing이 클래스 유형인 경우 t1과 t2는 동등하며, 이는 t1.x와 t2.x도 동등하다는 것을 의미합니다.따라서 두 번째 문은 t1.x에 영향을 미칩니다. Thing이 구조 유형이면 t1과 t2는 서로 다른 인스턴스가 됩니다. 즉, t1.x와 t2.x는 서로 다른 정수를 참조합니다.따라서 두 번째 문은 t1.x에 영향을 주지 않습니다.

.net은 구조 돌연변이를 처리하는 데 약간의 특이점이 있지만, 돌연변이 구조와 돌연변이 클래스는 근본적으로 다른 행동을 합니다.값 유형 동작("t2=t1"이 t1과 t2를 별개의 인스턴스로 유지하면서 t1에서 t2로 데이터를 복사한다는 의미)을 원하는 경우, .net의 값 유형 처리에 있는 퀘이크를 사용할 수 있다면 구조를 사용합니다.값 형식의 의미론을 원하지만 .net의 기벽으로 인해 응용 프로그램에서 값 형식의 의미론이 손상될 수 있는 경우 클래스를 사용하고 중얼거립니다.

위의 우수한 답변 이외에도 다음과 같습니다.

구조는 값 유형입니다.

[없음]으로 설정할 수 없습니다.

구조를 = 없음으로 설정하면 모든 값 유형이 기본값으로 설정됩니다.

동작이 실제로 필요하지 않지만 단순한 배열이나 사전보다 더 많은 구조가 필요할 때.

후속 조치 일반적으로 구조에 대해 이렇게 생각합니다.저는 그들이 방법이 있을 수 있다는 것을 알지만, 저는 그 전반적인 정신적 차이를 유지하는 것을 좋아합니다.

@Simon이 말했듯이, 구조체는 "값 유형" 의미를 제공하므로 기본 제공 데이터 유형과 유사한 동작이 필요한 경우 구조체를 사용합니다.구조체는 복사본을 통해 전달되므로 크기가 16바이트 정도로 작아야 합니다.

음...

저는 가비지 컬렉션을 구조체 대 클래스의 사용에 대한/반대 주장으로 사용하지 않을 것입니다.관리되는 힙은 스택과 매우 유사하게 작동합니다. 개체를 생성하면 해당 개체가 힙의 맨 위에 배치되기 때문에 스택에 할당하는 것만큼 빠릅니다.또한 개체가 수명이 짧고 GC 사이클에서 살아남지 못하면 GC는 여전히 액세스할 수 있는 메모리에서만 작동하므로 할당 해제가 무료입니다.(MSDN 검색, 에 대한 일련의 기사가 있습니다.NET 메모리 관리, 저는 그들을 찾으러 가기가 너무 귀찮습니다.)

제가 구조체를 사용하는 대부분의 시간 동안, 저는 결국 그렇게 한 것에 대해 자책하게 됩니다. 왜냐하면 나중에 저는 참조 의미론이 상황을 좀 더 단순하게 만들었을 것이라는 것을 발견하기 때문입니다.

어쨌든, 위에 게시된 MSDN 기사의 네 가지 요점은 좋은 지침으로 보입니다.

구조체는 힙이 아닌 스택에 있으므로 스레드 세이프이며, 전송 객체 패턴을 구현할 때 사용해야 합니다. 힙의 개체를 절대 사용하고 싶지 않습니다. 이 경우에는 변동성이 있습니다. 콜 스택을 사용하고 싶습니다. 이것은 여기까지 나온 모든 답변에 놀란 구조체를 사용하기 위한 기본 사례입니다.

✔는 유형의 인스턴스가 작고 일반적으로 수명이 짧거나 일반적으로 다른 개체에 포함된 경우 클래스 대신 구조체를 정의하는 것을 고려합니다.

제 생각에 가장 좋은 답은 단순히 구조를 사용하는 것입니다. 필요한 것이 속성과 행동의 집합일 때는 클래스를 사용하는 것입니다.

언급URL : https://stackoverflow.com/questions/85553/when-should-i-use-a-struct-instead-of-a-class