در سی شارپ، دو نوع شی اصلی وجود دارد که توسعه دهندگان می توانند از آنها برای ساخت کد خود استفاده کنند: ساختارها و کلاس ها. در حالی که این دو نوع ممکن است در نگاه اول شبیه به هم به نظر برسند، اما تفاوت های کلیدی دارند که آنها را از یکدیگر متمایز می کند.
در این مقاله، ساختارها و کلاس‌ها، تفاوت‌هایشان و زمان استفاده از آنها در کد سی شارپ را بررسی می‌کنیم. پس بیایید شیرجه بزنیم!
سازه ها و کلاس ها چیست؟
در اصطلاح پایه، الف ساخت یک نوع مقدار است در حالی که a کلاس یک نوع مرجع است. انواع مقدار داده‌های خود را مستقیماً در پشته قرار می‌دهند، در حالی که انواع مرجع مرجعی را به یک شی حاوی داده‌های روی پشته ذخیره می‌کنند.
این تفاوت مهم است زیرا بر نحوه کپی کردن و ارسال اشیاء در حافظه تأثیر می گذارد.
ساختارها اغلب برای نشان دادن انواع داده های ساده، مانند اعداد صحیح، رشته هایو سایر انواع داده های اساسی. از طرف دیگر، از کلاس ها برای نمایش اشیاء پیچیده تر استفاده می شود خواص و روش های متعدد.
کلاس ها معمولا برای مدل سازی اشیاء دنیای واقعی استفاده می شوند، مانند ماشین ها یا مردم در یک برنامه
یکی دیگر از تفاوت های مهم بین ساختارها و کلاس ها این است که ساختارها انواع ارزش هستند، به این معنی که آنها هستند کپی شده است هنگامی که آنها به عنوان آرگومان به متدها یا توابع ارسال می شوند.
این می تواند در شرایط خاصی مفید باشد، مانند زمانی که می خواهید یک کپی از یک شی بدون تغییر اصل ایجاد کنید.
علاوه بر این، ساختارها اغلب در مورد استفاده قرار می گیرند برنامه های کاربردی حیاتی زیرا آنها بیشتر هستند سبک وزن از کلاس ها از آنجایی که ساختارها در پشته ذخیره می شوند، می توان به آنها سریعتر از اشیاء ذخیره شده در پشته دسترسی داشت.
تفاوت ساختار و کلاس در سی شارپ
یک تفاوت عمده بین ساختارها و کلاس ها این است که ساختارها هستند انواع ارزش، در حالی که کلاس ها هستند انواع مرجع. این به این معنی است که ساختارها زمانی که به اطراف منتقل می شوند توسط مقدار کپی می شوند، در حالی که کلاس ها توسط مرجع کپی می شوند.
وقتی یک struct را به یک متد ارسال می کنید، یک را ارسال می کنید کپی 🀄 از داده ها این می تواند باعث شود مسائل مربوط به عملکرد اگر با سازه های بزرگ کار می کنید.
تفاوت دیگر این است که ساختارها نمی تواند ارث ببرد از ساختارهای دیگر، در حالی که کلاس ها می توانند از کلاس های دیگر ارث ببرند. این به شما اجازه می دهد تا سلسله مراتب های پیچیده تری را با کلاس ها ایجاد کنید.
علاوه بر این، ساختارها معمولاً برای ساختارهای داده کوچکتر و ساده‌تر استفاده می‌شوند، در حالی که کلاس‌ها برای اشیاء پیچیده‌تر که به روش‌ها و ویژگی‌ها نیاز دارند استفاده می‌شوند.
ساختارها اغلب برای انواع داده های پایه مانند اعداد صحیح، شناور است، و بولین ها، در حالی که کلاس ها برای اشیایی مانند استفاده می شوند ماشین ها، حیوانات، و مردم.
تخصیص حافظه برای سازه ها و کلاس ها
هنگامی که یک ساختار ایجاد می کنید، حافظه آن در پشته تخصیص می یابد. این باعث می شود ساختارها کارآمدتر از کلاس هایی باشند که روی پشته تخصیص داده شده اند. این بدان معنی است که ساختارها برای توابعی که نیاز دارند مناسب تر هستند عملکرد بالا و مصرف کم حافظه.
یکی از ایرادهای استفاده از ساختارها این است که دارای a محدودیت اندازه 16 بایت. اگر اندازه ساختار شما از این حد بیشتر شود، به جای پشته روی پشته تخصیص داده می شود. این می تواند باعث شود مسائل مربوط به عملکرد اگر با سازه های بزرگ کار می کنید.
از طرف دیگر، کلاس ها بر روی پشته تخصیص داده می شوند، به این معنی که آنها دارند بدون محدودیت اندازه. این باعث می شود که آنها برای ساختارهای داده پیچیده ای که نیاز به a مقدار زیادی حافظه.
با این حال، این همچنین به این معنی است که کلاس ها هستند کارایی کمتر بیش از ساختار و می تواند باعث شود مسائل مربوط به عملکرد در صورت استفاده در عملکردهایی که نیاز به عملکرد بالا و استفاده از حافظه کم دارند.
یکی دیگر از مزایای استفاده از کلاس ها پشتیبانی از آنهاست وراثت و چند شکلی، که امکان کدهای انعطاف پذیرتر و ماژولار را فراهم می کند. از سوی دیگر، ساختارها از وراثت یا چندشکلی پشتیبانی نمی کنند و به ساختارهای داده ساده محدود می شوند.
مقایسه عملکرد: ساختارها در مقابل کلاس ها
با توجه به تفاوت تخصیص حافظه آنها، ساختارها به طور کلی هستند سریعتر از کلاس ها اگر با حجم زیادی از داده ها کار می کنید، ساختارها می توانند کارآمدتر باشند زیرا نیازی به سربار تخصیص حافظه پشته ندارند.
با این حال، مواردی وجود دارد که کلاس ها سریعتر از ساختارها هستند. به عنوان مثال، هنگام کپی کردن اشیاء بزرگ، کلاس ها می توانند کارآمدتر باشند، زیرا آنها فقط به جای خود شی، یک مرجع را به شی کپی می کنند.
یکی دیگر از مزایای استفاده از ساختارها این است که آنها هستند انواع ارزش، به این معنی که آنها توسط مقدار به جای مرجع کپی می شوند. این می تواند در شرایطی مفید باشد که می خواهید اطمینان حاصل کنید که داده های اصلی توسط هیچ عملیات بعدی تغییر نمی کنند.
از طرفی کلاس ها هستند انواع مرجع، به این معنی که آنها با مرجع تصویب می شوند. این می تواند در شرایطی مفید باشد که می خواهید داده های اصلی را بدون ایجاد یک کپی جدید تغییر دهید.
چه زمانی از Structs در سی شارپ استفاده کنیم
زمانی که نیاز به نمایش انواع داده های ساده دارید، از ساختارها بهتر استفاده می شود اعداد صحیح، رشته های، یا دیگر انواع داده های اساسی. آنها همچنین در مواقعی که نیاز به کار دارید مفید هستند مجموعه داده های بزرگ، مانند آرایه ها یا لیست ها که عملکرد در آنها حیاتی است.
همچنین زمانی که نیاز دارید مقدار کمی داده را به یک متد ارسال کنید و می‌خواهید از سربار ارسال یک مرجع به یک کلاس جلوگیری کنید، باید از یک ساختار استفاده کنید.
سناریوی دیگری که در آن ساختارها می توانند مفید باشند، زمانی است که شما نیاز به ایجاد a دارید شی سبک وزن که نیازی به وراثت یا چندشکلی ندارد. از آنجایی که ساختارها از انواع ارزش هستند، می توان آنها را به راحتی کپی کرد و بدون نیاز به مدیریت حافظه پیچیده منتقل کرد.
زمان استفاده از کلاس ها در سی شارپ
کلاس ها زمانی بهترین استفاده را دارند که شما نیاز به نمایش اشیاء پیچیده تری دارید، مانند موجودیت های دنیای واقعی مانند اتومبیل ها، افراد یا حیوانات. آنها همچنین زمانی مفید هستند که شما نیاز به ایجاد سلسله مراتبی از اشیا دارید، جایی که یک کلاس از کلاس دیگر ارث می برد.
همچنین زمانی که نیاز به کار با حجم زیادی از داده دارید، مانند زمانی که با پایگاه داده یا سایر منابع داده خارجی کار می کنید، باید از یک کلاس استفاده کنید.
موقعیت دیگری که در آن کلاس ها مفید هستند، زمانی است که باید عملکرد و داده ها را با هم کپسوله کنید. با ایجاد یک کلاس، می‌توانید متدها و ویژگی‌های مرتبط را در یک واحد گروه‌بندی کنید و کد خود را سازمان‌دهی‌تر و نگهداری آسان‌تر کنید.
علاوه بر این، می توان از کلاس ها برای پیاده سازی استفاده کرد رابط ها، که مجموعه ای از متدها را تعریف می کند که یک کلاس باید پیاده سازی کند. این به انعطاف پذیری و ماژولار بودن بیشتر در کد شما اجازه می دهد.
نمونه هایی از ساختارها و کلاس ها در سی شارپ
در اینجا چند نمونه از نحوه استفاده از ساختارها و کلاس ها در یک برنامه C# آورده شده است:
مثال 1: نشان دادن یک نقطه:
struct Point
{
public int X;
public int Y;
}
class PointClass
{
public int X;
public int Y;
}
مثال 2: نمایندگی یک شخص:
struct Person {
public string Name;
public int Age;
}
class PersonClass {
public string Name;
public int Age;
}
مثال 3: نشان دادن تاریخ:
struct Date
{
public int Day;
public int Month;
public int Year;
}
class DateClass
{
public int Day;
public int Month;
public int Year;
}
مثال 4: ارائه یک کتاب:
struct Book
{
public string Title;
public string Author;
public int Pages;
}
class BookClass
{
public string Title;
public string Author;
public int Pages;
}
بهترین روش ها برای استفاده از ساختارها و کلاس ها در سی شارپ
هنگام استفاده از ساختارها، مهم است که اندازه آنها کوچک باشد، بنابراین آنها به جای پشته روی پشته ذخیره می شوند. این می تواند به بهبود عملکرد و کاهش استفاده از حافظه کمک کند.
هنگام استفاده از کلاس ها، استفاده از آن ایده خوبی است وراثت برای ایجاد سلسله مراتب از اشیاء با ویژگی ها و روش های مشترک. این می تواند به کاهش تکرار کد کمک کند و کد شما را قابل نگهداری تر کند.
نکته مهم دیگر هنگام استفاده از ساختارها و کلاس ها در سی شارپ، استفاده مناسب از آنها بر اساس هدف مورد نظرشان است. ساختارها برای ساختارهای داده کوچک و ساده که به عملکرد زیادی نیاز ندارند بهتر استفاده می‌شوند، در حالی که کلاس‌ها برای اشیاء پیچیده‌تر با رفتار و عملکرد مناسب‌تر هستند.
اشتباهات رایجی که هنگام استفاده از ساختارها و کلاس‌ها در سی شارپ باید اجتناب کرد
یکی از اشتباهات رایج هنگام استفاده از ساختارها، بزرگ کردن آنهاست. اگر ساختار شما خیلی بزرگ باشد، به جای پشته روی پشته ذخیره می شود که می تواند باعث شود مسائل مربوط به عملکرد.
اشتباه دیگر استفاده از کلاس زمانی است که یک ساختار مناسب تر است. اگر با انواع داده های ساده کار می کنید، استفاده از یک ساختار می تواند کارآمدتر باشد و عملکرد را بهبود بخشد.
همچنین مهم است که توجه داشته باشید که ساختارها هستند انواع ارزش، در حالی که کلاس ها هستند انواع مرجع. به این معنی که وقتی یک ساختار را به یک متد ارسال می کنید یا آن را به یک متغیر اختصاص می دهید، یک کپی از ساختار ایجاد می شود. اگر مراقب نباشید این می تواند منجر به رفتار غیرمنتظره شود.
علاوه بر این، ساختارها نمی توانند از ساختارها یا کلاس های دیگر ارث ببرند و نمی توانند به عنوان پایه ای برای انواع دیگر استفاده شوند. اگر نیاز به ایجاد یک ساختار داده پیچیده تری دارید، یک کلاس ممکن است انتخاب بهتری باشد.
نتیجه
ساختارها و کلاس‌ها مفاهیم اساسی در سی شارپ هستند و درک تفاوت‌های بین آنها هنگام ساخت کد بسیار مهم است. با درک تفاوت های آنها، می توانید تصمیمات آگاهانه ای در مورد زمان استفاده از کدام نوع و نحوه بهینه سازی کد خود برای عملکرد و قابلیت نگهداری بگیرید.
