类和结构体的区别

类和结构体是面向对象编程中两种重要的数据结构，它们有以下主要区别：

1. 默认访问控制

  • 类：成员默认为私有（private）
  • 结构体：成员默认为公开（public）

2. 内存分配位置

  • 类：通常在堆（heap）上分配内存
  • 结构体：通常在栈（stack）上分配内存

3. 继承特性

  • 类：可以实现继承、多态等完整的面向对象特性
  • 结构体：在许多语言中不支持继承或有限支持继承

4. 语言差异

不同编程语言对类和结构体的区别处理不同：

C++

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struct Point {
    int x; // 默认public
    int y;
};

class Point {
    int x; // 默认private
    int y;
public:
    void setPoint(int a, int b) { x = a; y = b; }
};

C#

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// 值类型，存储在栈上
struct Point 
{
    public int X;
    public int Y;
}

// 引用类型，存储在堆上
class Point 
{
    public int X;
    public int Y;
}

Swift

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struct Point {
    var x: Int
    var y: Int
    
    mutating func moveBy(x deltaX: Int, y deltaY: Int) {
        x += deltaX
        y += deltaY
    }
}

class PointClass {
    var x: Int
    var y: Int
    
    init(x: Int, y: Int) {
        self.x = x
        self.y = y
    }
    
    func moveBy(x deltaX: Int, y deltaY: Int) {
        x += deltaX
        y += deltaY
    }
}

5. 复制行为

  • 类：引用语义（reference semantics），复制时是浅拷贝
  • 结构体：值语义（value semantics），复制时是深拷贝

6. 用途区别

  • 类：适合表示复杂的、有身份特性的对象，有状态变化
  • 结构体：适合表示简单的、无状态或状态简单的数据结构

7. 性能差异

  • 类：操作可能涉及引用计数、虚函数表等额外开销
  • 结构体：直接操作内存，性能通常更高

根据应用场景和性能需求，合理选择类或结构体可以显著提高程序的效率和可维护性。