c# - C# 结构与元组中的值语义

Question

因此，我正在迈出 C# 的第一步，并制作了一个简单的拼图游戏。当我为瓷砖的位置建模时，我想要具有值语义。因此，据我所知，基本上有两种方法可以做到这一点，使用结构或使用元组。

对于元组，我的代码如下所示:

public class TilePosition : Tuple<int,int>
{
    public int HComponent{get { return Item1; }}
    public int VComponent{get { return Item2; }}

   public TilePosition(int horizontalPosition, int verticalPosition)
        : base(horizontalPosition, verticalPosition)
    {
    }
}

结构解决方案如下所示:

public struct TilePosition 
 {
    private readonly int hComponent;
    private readonly int vComponent;
    public int HComponent { get { return hComponent; } }
    public int VComponent { get { return vComponent; } }

   public TilePosition(int hComponent, int vComponent)
    {
        this.hComponent = hComponent;
        this.vComponent = vComponent;
    }

   public static bool operator ==(TilePosition position1, TilePosition position2)
    {
        return position1.Equals(position2);
    }

   public static bool operator !=(TilePosition position1, TilePosition position2)
    {
        return !(position1 == position2);
    }
}

元组更简洁，但它公开了 Item1 和 Item2，这在公共(public) API 中会造成混淆，即使我在它们周围添加了 H 和 V 组件属性。

该结构需要更多代码，并且我收到编译器警告，提示我应该如何覆盖 Equals 和 GetHashCode，因为我正在覆盖 == 和 !=，但是如果我这样做我没有从使用结构中得到任何东西(从语义和句法的角度来看)，因为它与传统类的代码完全相同。

那么，除了没有 Item 属性的噪声之外，在子类元组上使用结构还有什么好处吗？

我的两个解决方案的行为方式是否与我预期的相同，或者是否存在我应该注意的细微差别？

Answer 1

(顺便说一句，最好在这两种情况下都实现 IEquatable<TilePosition> - 特别是在结构情况下，以避免装箱。)

So are there any benefits from using a struc over a subclassed Tuple aside from not having the noise of the Item properties?

鉴于它是不可变的，在这两种情况下你都有大致的“值语义”，但仍然存在差异......

• 类类型的实例需要堆空间(假设 CLR 没有进行逃逸检测等)；结构类型的值可能在某些情况下只使用堆栈
• 传递类类型的值意味着传递引用(4 字节或 8 字节，具体取决于 CLR 体系结构)；传递结构类型的值确实传递了值(所以 8 个字节)
• 在类类型版本null是一个有效值；在结构类型版本中，您需要使用 TilePosition?指示可能不存在的值
• 在结构版本中new TilePosition()有效且两个字段的值为 0(这将是默认值，例如字段和数组元素)
• 因为你还没有密封你的类，有人可以创建一个可变的子类；因此，客户认为它是完全不可变的不是安全的。 (你可能应该把它封起来……)
• 您可以将您的类类型与任何使用 Tuple<,> 的代码一起使用，而结构类型显然不是这种情况
• ==的含义两种类型之间会有所不同。即使你重载 ==在类类型中，调用者仍然可能只是比较引用。在 struct 的情况下，您仍然可能最终比较盒装引用，但毫无帮助。

当然，这些只是差异 - 它们是否算作一种方法或另一种方法的好处取决于您的要求。