c＃struct vs tuple中的值語義

Question

所以我在C＃中邁出了第一步，正在制作一個簡單的瓷磚拼圖。 當我模擬瓷磚的位置時，我想要有價值語義。 因此，據我所知，基本上有兩種方法可以實現這一點，包括結構或元組。

在Tuple的情況下，我的代碼如下所示：

 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) { } } 

struct解決方案看起來像這樣：

 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); } } 

元組是簡潔的，但它暴露了Item1和Item2 ，這會在公共API中混淆，即使我已經在它們周圍添加了H和V組件屬性。

結構需要更多的代碼，我得到一個編譯器警告我應該如何重寫Equals和GetHashCode，因為我重寫==和!= ，但如果我這樣做，我沒有從使用結構（從語義和句法觀點）因為它與傳統的類完全相同。

除了沒有Item屬性的噪聲之外，在子類化元組上使用struc還有什么好處嗎？

我的解決方案是否都會以我預期的方式運行，或者我應該注意哪些細微差別？

Answer 1

（ IEquatable<TilePosition>在兩種情況下都可以實現IEquatable<TilePosition> - 特別是在結構案例中，以避免裝箱。）

除了沒有Item屬性的噪聲之外，在子類化元組上使用struc還有什么好處嗎？

鑒於它是不可變的，在這兩種情況下，你在兩種情況下都有大致“價值語義”，但仍然存在差異......

• 類類型的實例需要堆上的空間（假設CLR沒有逃逸檢測等）; 的結構類型的值可以在某些情況下僅使用堆棧
• 傳遞類類型的值只意味着傳遞一個引用（4個字節或8個字節，具體取決於CLR架構）; 傳遞struct類型的值確實傳遞了值（所以8個字節）
• 在類類型中， null是一個有效值; 在結構類型版本中你需要使用TilePosition? 表示可能缺席的值
• 在struct版本中， new TilePosition()是有效的，並且兩個字段的值都為0（這將是默認值，例如對於字段和數組元素）
• 由於你沒有密封你的課程，有人可以創建一個可變的子類; 因此，它不是安全，為客戶以為這是完全不可改變的。 （你應該密封它......）
• 您可以將您的類類型與任何使用Tuple<,>代碼一起使用，而結構類型顯然不是這種情況。
• ==的含義在兩種類型之間會有所不同。 即使你在類類型中重載== ，調用者仍然可能只是比較引用。 在結構案例中，您仍然可以最終比較盒裝引用，無益。

當然，這些只是差異 - 它們是否算作一種方法的好處 ，另一種取決於您的要求。

Answer 2

如何使用鋸齒狀數組並在每個字段上持有一個項目。 這將更緊密地遵循瓷磚拼圖：

• 它們的平鋪和空間是1：1的映射。 因此每個圖塊/空間只能有一個空格/圖塊。
• 無需比較磁貼組件。

• 移動瓷磚很容易，例如

    if (fields[x, y] = null) { fields[x, y] = fields[oldX, oldY]; fields[oldX, oldY] = null; } 

Answer 3

你最好的辦法就是把它做好並投入所有的工作。 如果你想要一個結構而不是一個類（可能適合你），這里有一個示例實現：

public struct TilePosition: IEquatable<TilePosition>
{
    public TilePosition(int horizontalPosition, int verticalPosition)
    {
        _x = horizontalPosition;
        _y = verticalPosition;
    }

    public int HComponent
    {
        get
        {
            return _x;
        }
    }

    public int VComponent
    {
        get
        {
            return _y;
        }
    }

    public static bool operator == (TilePosition lhs, TilePosition rhs)
    {
        return lhs.Equals(rhs);
    }

    public static bool operator != (TilePosition lhs, TilePosition rhs)
    {
        return !lhs.Equals(rhs);
    }

    public bool Equals(TilePosition other)
    {
        return (_x == other._x) && (_y == other._y);
    }

    public override bool Equals(object obj)
    {
        return obj is TilePosition && Equals((TilePosition)obj);
    }

    public override int GetHashCode()
    {
        unchecked
        {
            return (_x*397) ^ _y;
        }
    }

    private readonly int _x;
    private readonly int _y;
}