c＃struct vs tuple中的值語義

Question

所以我正在C＃中開始我的第一步，並且正在製作一個簡單的拼圖遊戲。當我建模瓦片的位置時，我想要具有價值語義。所以，就我所見，基本上有兩種方法可以做到這一點，一個結構或一個元組。

元組的情況下，我的代碼看起來是這樣的：

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) 
    { 
    } 
} 

的結構解決方案是這樣的：

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conciser但它暴露了Item1和Item2這將混淆在一個公共API，即使我已經在它們周圍添加了H和V組件屬性。

該結構需要更多的代碼，我得到了一個關於如何重寫Equals和GetHashCode的編譯器警告，因爲我重寫了==和!=，但如果我這樣做，我沒有從使用結構（從語義和句法的觀點），因爲它將與傳統類完全相同的代碼。

因此，除了沒有Item屬性的噪音之外，使用struc而不是使用子類Tuple還有什麼好處？

我的解決方案的行爲方式與我預期的一樣嗎？還是存在細微差別我應該注意？

Answer 1

（順便說一句，這將有利於實現在兩種情況下IEquatable<TilePosition>太 - 特別是在結構的情況下，爲了避免拳擊）

那麼，有沒有從使用STRUC在子類的任何好處除了沒有Item屬性的噪音之外，這個Tuple還有什麼？

由於它是不可變的，你必須在這兩種情況下大致「值語義」這兩種情況下，但是還是有區別的......

• 類類型的實例需要在堆空間（假設CLR沒有逃跑檢測等）;結構類型爲的值可能爲在某些情況下，只能使用堆棧
• 傳遞類類型的值只是表示傳遞引用（4字節或8字節，取決於CLR體系結構）;傳遞結構類型的值確實傳遞值（所以8字節）
• 在類類型版本null是一個有效值;在結構類型版本中，您需要使用TilePosition?來指示可能不存在的值
• 在結構體版本中，new TilePosition()是有效的，並且兩個字段的值都爲0（這將是默認值，例如對於字段和數組元素）
• 因爲你還沒有密封你的類，所以有人可以創建一個可變的子類;因此它是而不是對於客戶端來說它是完全不可變的。 （你應該把它封好......）
• 您可以與使用Tuple<,>任何代碼，使用你的類類型，而這顯然不是爲結構類型
• 的==意義將兩種類型之間的不同的情況。即使你在類類型中重載==，調用者仍然可能只是比較引用。並在結構的情況下，你仍然可以結束比較盒裝引用，無益。

這些只是差異當然 - 他們是否算作利於的一種方法或其他取決於您的需求。

Answer 2

如何使用鋸齒陣列並在每個字段上放置一個項目。這將更貼近瓷磚拼圖：

• 瓷磚和他們的空間是1：1映射。所以每個瓷磚/空間只能有一個空間/瓷磚。
• 無需比較拼貼組件。

• 移動磚是容易的，例如

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

Answer 3

你最好的選擇是做正確，並把所有的工作。如果你想有一個結構，而不是一個類（這可能是適合你），這裏有一個簡單的實現：

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; 
}