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C# 值类型和引用类型区别 C# struct和class在内存上有什么不同

月夜之吻

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发布时间:2026-02-21 10:05:03

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来源于php中文网

原创

值类型存数据,引用类型存地址;struct通常栈分配、赋值深拷贝、不可为null;class堆分配、赋值浅拷贝、默认null;选择需综合装箱、线程共享、泛型约束等场景。

c# 值类型和引用类型区别 c# struct和class在内存上有什么不同

值类型直接存数据,引用类型只存地址——这是所有行为差异的起点。

struct 和 class 的内存分配位置不同

局部变量声明的 struct 实例(如 Point p = new Point(1, 2);)通常整个结构体数据都落在栈上;而 class 实例(如 Person p = new Person();)对象本体一定在堆上,栈上只存一个 4 或 8 字节的引用(指针)。

  • 例外:当 struct 是某个 class 的字段时,它会随类一起被分配在堆上(不是栈)
  • 栈内存自动释放,无 GC 开销;堆内存由垃圾回收器管理,有延迟和不确定性
  • 频繁创建小 struct(如 Vector2)可显著降低 GC 压力;但大 struct(比如超过 16 字节)栈拷贝开销反而升高

赋值时的行为差异:值拷贝 vs 引用拷贝

这是最常踩坑的地方——表面写法一样,底层语义完全不同。

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  • struct 赋值是深拷贝:s2 = s1 后修改 s2.X 不会影响 s1.X
  • class 赋值是浅拷贝:c2 = c1c2c1 指向同一块堆内存,改一个就等于改了另一个
  • 传参也一样:把 struct 传给方法,默认复制整块数据;class 传参只复制引用,方法内修改对象状态会反映到调用方

默认值、null 和构造函数约束

这些限制都源于“值类型必须始终有确定值”这一设计前提。

  • struct 变量不能为 null(除非显式声明为 Point?),默认就是所有字段为零值(X=0, Y=0
  • class 变量默认是 null,不 new 就用会抛 NullReferenceException
  • struct 不允许定义无参构造函数(C# 10+ 允许 init 成员但仍有字段初始化强制要求),所有字段必须在构造中赋值
  • class 可自由定义任意构造函数,字段也能带默认值(public int Count = 1;

真正难的不是记住区别,而是判断什么时候该用哪个——别光看“小数据用 struct”,还要看是否会被装箱、是否跨线程共享、是否要作为泛型约束(where T : struct)、甚至是否会被序列化成 JSON(某些库对 struct 的 null 处理更严格)。这些细节一漏,运行时表现就可能和预期南辕北辙。

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