struct不一定更快,性能取決于場景。struct是值類型,賦值復制整個結構,class是引用類型,賦值僅復制引用。struct通常分配在棧上,速度快但頻繁傳遞大結構會增加復制開銷,class分配在堆上涉及GC壓力。小struct適合高性能和緩存友好場景,大struct應避免或用ref/in傳遞。struct數組內存緊湊利于緩存,class數組引用分散影響效率。優(yōu)先用struct的場景:數據小、生命周期短、無需繼承或虛方法。避免用struct的場景:結構大、復雜邏輯、需多態(tài)、頻繁裝箱、需共享狀態(tài)。性能差異非絕對,合理選擇場景是關鍵。
在討論 C# 中 struct 和 class 的性能差異時,很多人會下意識地說“struct 更快”,但實際情況要復雜得多。性能表現取決于使用場景,尤其是在內存分配、復制成本和訪問模式等方面。

值類型 vs 引用類型的本質區(qū)別
struct 是值類型,class 是引用類型。這意味著:
- struct 實例直接存儲數據,變量之間賦值時會復制整個結構。
- class 實例存儲的是引用,多個變量可以指向同一個對象,賦值只是復制引用。
這種區(qū)別直接影響了內存使用和性能。例如,頻繁傳遞 struct 變量可能會帶來額外的復制開銷,而 class 則不會。

內存分配:棧 vs 堆的開銷
- struct 通常分配在棧上(除非被裝箱或嵌套在類中),分配和釋放速度快,不需要垃圾回收器介入。
- class 總是在堆上分配,創(chuàng)建和回收都涉及 GC,尤其在頻繁創(chuàng)建短生命周期對象時,可能帶來性能壓力。
但要注意,struct 如果被裝箱(例如賦值給 object 類型變量),也會被分配到堆上,帶來額外開銷。
舉個例子:

struct Point { public int X, Y; } Point p1 = new Point { X = 1, Y = 2 }; object o = p1; // 裝箱操作,性能損耗
復制成本:小結構有利,大結構反成負擔
struct 在賦值、傳參時會復制整個結構體。如果結構體很小(比如幾個 int 或 float),這個復制操作幾乎可以忽略不計,甚至比 heap 分配更快。但如果結構體很大(比如包含數組或多個字段),復制成本就會顯著上升。
建議:
- struct 應該保持小而簡單。
- 避免頻繁傳遞大型 struct,可以使用
ref
或in
來避免復制。
void Process(in MyLargeStruct value) { ... } // 使用 in 避免復制
緩存局部性:struct 更適合密集數據結構
在需要處理大量數據的情況下,struct 的內存布局更緊湊,緩存命中率更高。比如在圖形處理、數學計算中,使用 struct 數組比 class 數組更有優(yōu)勢。
例如:
Vector3[] positions = new Vector3[100000]; // 連續(xù)內存布局,利于緩存
而 class 數組存儲的是引用,實際對象可能分散在堆的不同位置,影響 CPU 緩存效率。
總結一下使用建議:
-
? 優(yōu)先使用 struct:
- 數據量小、生命周期短。
- 不需要繼承或虛方法。
- 需要高性能和緩存友好的場景。
-
? 避免使用 struct:
- 結構體較大或包含復雜邏輯。
- 需要多態(tài)或需要頻繁裝箱。
- 需要可變性且多處引用共享狀態(tài)。
基本上就這些。struct 和 class 的性能差異不是絕對的,關鍵在于合理使用場景。不復雜但容易忽略的是,struct 的性能優(yōu)勢只在特定條件下成立,否則反而可能拖慢程序。
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