结构体是一种值类型，用于封装一组相关的数据，使其成为一个单一的变量单元。它和类（Class）超级类似，但存在一些关键性的区别，这些区别决定了它们的使用场景。

1. 核心概念：值类型 vs. 引用类型

这是理解结构体最根本的一点。

• 结构体是值类型：当一个结构体变量被赋值给另一个变量，或者作为参数传递给方法时，发生的是内容的完整拷贝。修改拷贝后的数据不会影响原始数据。

Point p1 = new Point(10, 20);
Point p2 = p1; // 这里进行的是值拷贝，p2 是 p1 的一个独立副本

p2.X = 100; // 只修改 p2
Console.WriteLine(p1.X); // 输出: 10 (p1 完全没有被影响)
Console.WriteLine(p2.X); // 输出: 100

类是引用类型：当类对象被赋值或传递时，发生的是引用的拷贝（类似于拷贝一个快捷方式）。两个变量指向内存中的同一个对象。修改其中一个，另一个也会看到变化。

MyClass obj1 = new MyClass { Data = 10 };
MyClass obj2 = obj1; // 这里拷贝的是引用，obj2 和 obj1 指向同一个对象

obj2.Data = 100; // 通过 obj2 修改对象
Console.WriteLine(obj1.Data); // 输出: 100 (obj1 也看到了修改)
Console.WriteLine(obj2.Data); // 输出: 100

2. 如何定义结构体

使用 struct 关键字定义。其成员定义方式与类几乎完全一致（字段、属性、方法、构造函数等）。

// 定义一个表明点的结构体
public struct Point
{
    // 字段
    public int X;
    public int Y;

    // 带参数的构造函数（必须初始化所有字段）
    public Point(int x, int y)
    {
        this.X = x;
        this.Y = y;
    }

    // 方法
    public void Print()
    {
        Console.WriteLine($"({X}, {Y})");
    }

    // 属性
    public double DistanceFromOrigin => Math.Sqrt(X * X + Y * Y);
}

结构体的特点与限制

1. 隐式继承：所有结构体都隐式继承自 System.ValueType，而 ValueType 又继承自 object。这意味着结构体拥有 ToString()、GetHashCode() 等方法，但不能显式继承其他类或结构体（不支持继承）。
2. 构造函数：
3. 你可以定义带参数的构造函数，但必须初始化所有实例字段。
4. 编译器会自动生成一个无参构造函数（new Point()），你不能自己定义一个无参构造函数。这个无参构造函数会将所有字段设置为其默认值（0、false、null 等）。
5. 字段初始化：不能在结构体声明时直接初始化实例字段。

public struct BadExample
{
    // public int Value = 10; // 编译错误！不允许这样初始化
    public int Value; // 正确，必须在构造函数中初始化
}

1. 性能思考：由于是值类型，结构体一般分配在栈（Stack） 上（但这并非绝对，例如作为类的成员时，它会随类实例分配在堆上）。对于小型、生命周期短的数据，这可以减少垃圾回收（GC）的压力，性能更高。但对于大型结构体，频繁的拷贝操作可能会带来性能损失。

4. 何时使用结构体（Guidelines）

根据微软的官方提议，在以下情况下思考使用结构体：

• 逻辑上表明一个简单的值，类似于原始类型（int, double）。
• 实例大小应小于 16 字节。如果太大，拷贝成本会很高，反而降低性能。
• 它是不可变的（Immutable）。这是一个超级重大的实践。创建后，其状态不应再改变。这样能避免值拷贝语义带来的困惑。
• 它不会频繁地被装箱（Boxing）。（装箱是将值类型转换为 object 引用类型的过程，有性能开销）。
• 不需要继承自其他类型或被其他类型继承。

典型应用场景：

• 坐标点（Point）
• 复数（Complex）
• 颜色（Color）（RGBA值）
• 轻量级的键值对（KeyValuePair）
• 其他简单的数据容器

5. 结构体 vs. 类 (总结)

总结

C# 中的结构体是一种轻量级的值类型，适用于封装小型、简单的数据集合，尤其是那些不可变的数据。它的值语义（拷贝行为）是其与类的核心区别。正确使用结构体可以提高应用程序的性能，但错误地使用（例如创建过大的可变结构体）则会适得其反。在大多数表明复杂逻辑或状态的场景中，类依旧是首选。