【原理】Struct 和 Class 辨析

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C# 结构体：

• 可以单独赋值，但需要注意结构体是值类型
• 如果结构体变量是局部变量，需要先完全初始化后才能使用
• 如果是类成员字段，可以直接修改单个字段

在C#中，结构体（struct）是值类型，作为局部变量时‌必须完全初始化‌后才能使用。

错误示例（未完全初始化）

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

void Demo() {
    Point p;// 声明局部结构体变量（未初始化）
    Console.WriteLine(p.X);// 编译错误：使用了未赋值的局部变量'p'
}

‌问题 ‌：结构体p的字段X和Y未被赋值，直接访问会导致编译错误。

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正确示例（完全初始化）

方法1：逐个字段赋值

csharp
Point p;
p.X = 10;// 显式初始化X
p.Y = 20;// 显式初始化Y
Console.WriteLine(p.X);// 输出：10

方法2：使用构造函数初始化

csharp
Point p = new Point();// 调用默认构造函数（数值类型字段初始化为0）
Console.WriteLine(p.X);// 输出：0// 或自定义构造函数
Point p2 = new Point(10, 20);// 假设定义了构造函数

方法3：初始化时直接赋值

csharp
Point p = new Point { X = 10, Y = 20 };// 对象初始化器

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关键规则

1. ‌局部变量‌必须显式初始化所有字段后才能使用。
2. ‌类成员字段 ‌会自动初始化为默认值（如int为0），无需手动初始化。
3. 通过new调用默认构造函数时，所有字段会被置为默认值（等同于完全初始化）。

注意：C#的结构体设计强调明确性，避免意外使用未初始化的内存。

在C#中，结构体作为‌类成员字段‌和‌局部变量‌时的行为不同，主要体现在是否需要完全初始化后才能修改单个字段：

一、类成员字段（可直接修改单个字段）

csharp
class MyClass {
    Point p;// 结构体作为类成员字段（自动初始化为默认值）void Modify() {
        p.X = 10;// 直接修改单个字段（无需完全初始化）
    }
}

‌说明‌：

类中的结构体字段会被自动初始化为默认值（int为0），因此可以直接修改单个字段。

二、非类成员字段（需先完全初始化）

情况1：局部变量（必须完全初始化）

csharp
void Demo() {
    Point p;// 局部结构体变量（未初始化）
    p.X = 10;// 编译错误：使用了未赋值的局部变量'p'

// 必须先完全初始化
    Point p2 = new Point();// 调用默认构造函数（所有字段置为0）
    p2.X = 10;// 合法
}

情况2：方法参数（按值传递时）

csharp
void ModifyPoint(Point p) {
    p.X = 100;// 修改的是副本，不影响原始值
}

void Caller() {
    Point p = new Point { X = 1, Y = 2 };
    ModifyPoint(p);
    Console.WriteLine(p.X);// 输出：1（原值未变）
}

情况3：ref或out参数（可修改原始值）

csharp
void ModifyRefPoint(ref Point p) {
    p.X = 100;// 直接修改原始值
}

void Caller() {
    Point p = new Point { X = 1, Y = 2 };
    ModifyRefPoint(ref p);
    Console.WriteLine(p.X);// 输出：100
}

关键区别总结

‌场景‌	能否直接修改单个字段	原因
类成员字段	✅ 可以	自动初始化为默认值
局部变量	❌ 不可以	未初始化的局部变量禁止访问（编译器强制要求）
方法参数（值传递）	❌ 修改的是副本	结构体按值传递，方法内修改不影响调用方
ref/out参数	✅ 可以	直接操作原始值的引用

‌最佳实践‌：对结构体局部变量始终显式初始化（通过new或赋值所有字段），避免未定义行为。

在C#中，class（类）和struct（结构体）存在本质区别，与C++中的差异点（如默认访问权限）完全不同‌。C#的主要区别围绕‌ 值类型（struct）与引用类型（class） 的特性展开：

一、核心行为差异

‌特性‌	‌**Struct（结构体）**‌	‌**Class（类）**‌
‌类型本质‌	值类型（直接存储数据）	引用类型（存储数据的内存地址）
‌内存分配位置‌	栈或父对象内联存储	托管堆（由GC管理）
‌赋值行为‌	复制整个数据（深拷贝）	复制引用（浅拷贝）
‌参数传递‌	默认按值传递（方法内修改不影响原变量）	默认按引用传递（方法内修改影响原对象）
‌是否支持继承‌	❌ 不可继承（只能实现接口）	✅ 支持完整继承链和多态
‌**能否为null**‌	❌ 不可直接为null（需用Nullable<T>）	✅ 可直接赋值为null

在C#中，结构体（struct）是值类型，不能直接赋值为null。若需要表示"无值"状态，需使用Nullable<T>（简写为T?）。以下是具体示例：

1. ‌直接赋值为null（错误示例）‌

csharp
struct Point { public int X, Y; }

Point p = null;//  ❌ 编译错误：无法将null转换为值类型

2. ‌正确使用Nullable<T>‌

方法1：显式声明Nullable<T>

csharp
Nullable<Point> nullablePoint = null;// ✅ 合法if (!nullablePoint.HasValue) {
    Console.WriteLine("Point is null");
}

方法2：使用语法糖T?

csharp
Point? nullablePoint = null;// ✅ 等价于Nullable<Point>

方法3：操作可空结构体

csharp
Point? p = new Point { X = 10, Y = 20 };
p = null;// ✅ 可重新赋值为null// 安全访问（需判断HasValue或使用null条件运算符）
Console.WriteLine(p?.X ?? -1);// 输出：-1（因p为null）

3. ‌与引用类型对比‌

csharp
class MyClass { public int Data; }

MyClass obj = null;// ✅ 类可直接为null（引用类型）
Point? p = null;// ✅ 结构体需通过Nullable<T>实现

关键点

• ‌值类型默认不可为null ‌：如int、DateTime、自定义struct等。
• ‌Nullable原理 ‌：本质是结构体System.Nullable<T>，通过HasValue和Value属性管理状态。
• ‌应用场景 ‌：数据库字段（可能为NULL）、可选参数等。

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HLSL (着色器语言)：

• 结构体字段可以单独赋值
• 但要注意HLSL中的结构体主要用于数据封装，通常在CPU端初始化后传入GPU
• 在着色器代码中可以修改单个字段值

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C++ 结构体：

• 可以单独赋值结构体中的字段
• C++中结构体和类非常相似(主要区别是默认访问权限)
• 无论是栈上还是堆上分配的结构体实例，都可以直接访问和修改成员

在C++中，结构体（struct）和类（class）功能几乎完全一致，其核心区别在于‌默认访问权限 ‌和‌默认继承方式‌：

核心区别对比

‌维度‌	‌结构体struct‌	‌类class‌
‌默认成员访问权限‌	默认为 public（成员可被外部直接访问）	默认为 private（成员仅内部/友元可访问）
‌默认继承方式‌	默认为 public 继承（基类成员权限保持不变）	默认为 private 继承（基类成员在派生类中变为 private）

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