Структуры в C#: определение, особенности и отличия от классов

Что такое структура

Структура (struct) — это тип-значение (value type). Она позволяет одной переменной хранить связанные данные разных типов. Ключевое слово — struct.

Структуры используются для представления легковесных записей (record-like data).

Объявление структуры

struct Books
{
    public string Title;
    public string Author;
    public string Subject;
    public int BookId;
}

Использование структуры

Books book1;
book1.Title = "C Programming";
book1.Author = "Nuha Ali";
book1.Subject = "C Programming Tutorial";
book1.BookId = 6495407;

// Можно инициализировать через конструктор (если определён)
Books book2 = new Books { Title = "Telecom", Author = "Zara", Subject = "Billing", BookId = 6495700 };

Особенности структур в C#

• Могут содержать: методы, поля, индексаторы, свойства, операторы, события
• Могут иметь конструкторы с параметрами, но не могут иметь деструкторов и не могут объявлять конструктор без параметров (неявный конструктор по умолчанию всегда инициализирует поля нулями/null)
• Не поддерживают наследование от других структур или классов (но неявно наследуются от System.ValueType → object)
• Не могут быть базовыми для других классов/структур
• Могут реализовывать интерфейсы
• Члены не могут быть abstract, virtual, protected
• При создании через new вызывается конструктор; без new — поля остаются неинициализированными (нельзя использовать до инициализации всех полей)
• Хранятся в стеке (обычно), копируются по значению при присваивании/передаче в методы

Структура vs Класс

Пример со свойствами и методами

using System;

struct Books
{
    private string title;
    private string author;
    private string subject;
    private int bookId;

    // Конструктор с параметрами
    public Books(string t, string a, string s, int id)
    {
        title = t; author = a; subject = s; bookId = id;
    }

    public void GetValues(string t, string a, string s, int id)
    {
        title = t; author = a; subject = s; bookId = id;
    }

    public void Display()
    {
        Console.WriteLine($"Title: {title}");
        Console.WriteLine($"Author: {author}");
        Console.WriteLine($"Subject: {subject}");
        Console.WriteLine($"Book_id: {bookId}");
    }
}

class Program
{
    static void Main()
    {
        Books book1 = new Books("C Programming", "Nuha Ali", "C Tutorial", 6495407);
        Books book2 = new Books();
        book2.GetValues("Telecom", "Zara Ali", "Billing", 6495700);

        book1.Display();
        book2.Display();
    }
}

Когда использовать структуру

• Малые, неизменяемые данные (координаты, цвет, дата, деньги)
• Когда нужно избежать накладных расходов на кучу и GC
• Когда семантика копирования по значению естественна
• При реализации интерфейсов для value-type семантики

Когда использовать класс

• Сложные объекты с идентичностью (entity)
• Нужно наследование
• Нужны finalizers / сложная логика очистки
• Большие объекты (копирование по значению дорого)
• Полиморфизм

Record structs (C# 10+)

Для неизменяемых структур с value-семантикой равенства:

public readonly record struct Point(int X, int Y);