C# 学习笔记 17：Class 的轻量级双胞胎——结构体 (Struct)

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开篇：皮皮的“卡顿”弹幕游戏

皮皮（Pipi）最近在写一款“满屏弹幕”的射击游戏。

为了记录每一发子弹的位置，他写了一个类：

publicclassPosition{publicfloat X;publicfloat Y;}

每发射一颗子弹，他就 new Position()。 一秒钟发射一万颗，他就要 new 一万次。

结果是：

游戏每隔几秒钟就会严重卡顿一次，画面疯狂掉帧。

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皮皮（砸键盘）：

“为什么这么卡？！我的电脑可是顶配！”

瓜瓜（Guagua）：

“因为你造了太多『重型垃圾』！”

每 new 一个 class：

• 系统都要在 堆内存（Heap） 分配空间
• 子弹消失后不会立刻释放
• 必须等 垃圾回收器（GC） 统一清理

当你一秒创建上万个对象时：

GC 启动↓Stop-The-World↓主线程暂停↓疯狂掉帧

对于这种小巧的纯数据，你真正需要的是：

✅ 结构体（Struct）

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第一关：披着 Class 外衣的双胞胎

结构体（struct）语法上几乎和 class 一模一样。

我们只需要：

- class+ struct

publicstruct Position{publicfloat X;publicfloat Y;publicPosition(float x, float y)    {        X = x;        Y = y;    }publicvoidPrint()    {        Console.WriteLine($"坐标: ({X}, {Y})");    }}

✔ 可以有字段✔ 可以有构造函数✔ 可以有方法✔ 甚至可以实现接口

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皮皮疑惑：

“既然长得一样，那它凭什么不卡？”

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第二关：核心差异 —— 值类型 vs 引用类型

这其实就是我们在：

👉《C# 学习笔记 02：变量与数据类型，以及最容易搞混的“值”与“引用”》

以及：

👉《C# 学习笔记番外篇：魔法背包与传送门 —— Ref / Out & Tuples》

里学过知识的 终极应用场景。

Class（引用类型）

当你 new 一个对象：

变量里存的是：内存地址（引用）真正数据在：Heap（堆）生命周期：GC决定

你传参时传的是：

🔑 一把钥匙（地址）

Struct（值类型）

当你创建一个结构体：

变量里存的是：数据本体通常存放在：Stack（栈）生命周期：作用域结束立即释放

你传参时传的是：

📄 一份复印件

对于：

• 子弹坐标
• Vector3
• 颜色 Color
• 时间
• 像素点
• 3D点云 XYZ（工业视觉高频数据）

这种：

✔ 数量巨大✔ 生命周期极短✔ 纯数据打包

用 class = GC灾难用 struct = CPU缓存友好 + 零GC压力

第三关：Struct 最经典的坑（复印件陷阱）

皮皮把 Position 改成 struct 后：

游戏不卡了 ✅但子弹却不动了 ❌

publicvoidMoveBullet(Position p){    p.X += 10;}Position myPos = new Position(0, 0);MoveBullet(myPos);Console.WriteLine(myPos.X);// 输出：0 

因为 Struct 是：

值传递

你传进去的只是：

📄 坐标复印件

方法里改的不是原始数据。

方案一：加 ref（原地修改）

publicvoidMoveBullet(ref Position p){    p.X += 10;}

更推荐方案二：不可变设计（工业级写法）

Struct 的最佳实践其实是：

❗ 不要修改它，而是创建新值

public Position MoveBullet(Position p){returnnew Position(p.X + 10, p.Y);}myPos = MoveBullet(myPos);

这叫：

Immutable Struct（不可变结构体）

第四关：到底什么时候用 Struct？

微软官方建议：

只有 全部满足以下条件 才考虑使用 Struct：

一句话口诀：

这也是为什么 Unity 里你不能这么写：

transform.position.x = 1; 

而必须：

transform.position = new Vector3(1,1,1); 

因为：

• Vector3 是 Struct
• position 返回的是一份复印件

今日总结

下期预告

皮皮的游戏越来越复杂。

玩家死亡时需要：

• 播放动画
• 扣血
• 存档
• UI弹窗
• 音效播放

如果全写在一个方法里：

💀 几百行 if else 地狱

下一期我们学习：

🎯 委托与事件（Delegates & Events）

让代码学会：

✔ 发通知✔ 做订阅✔ 解耦模块

正式迈入：

架构级编程思维