День 1715. #ЗаметкиНаПолях
Виды Структур в C#. Начало
Рассмотрим, в чём разница между структурой, структурой для чтения и ref-структурой, а также, какие ограничения есть у этих типов.

1. Структура
Все в той или иной степени ими пользовались. Структура — это тип значения, который в идеале должен представлять одно логическое значение: DateTime, int, double или TimeSpan, либо пользовательские, вроде Point2D, которая может состоять из координат x и y. В документации Microsoft есть подсказка, когда не следует использовать структуры: если экземпляр придётся часто упаковывать.

Обычно типы значений, такие как структура, находятся в стеке. Стек — это хороший способ моделирования времени жизни переменной. Если вы объявите int в функции, он будет жить только в этой области:

public void MyFunc()
{
  int a = 2;
}

Здесь a существует только внутри MyFunc, и только на стеке. Но если мы используем какой-либо тип значения, например, в качестве поля в классе, тогда эта переменная должна находиться в куче, поскольку её родитель находится в куче.

Структуры позволяют многое из того, что допускает класс, но с некоторыми ключевыми отличиями:
- Структура не может наследовать от других классов или структур (возможны интерфейсы)
- Структура не может иметь деструктор.

Пример структуры:

public struct Color
{
  public byte Red;
  public byte Green;
  public byte Blue;
  
  public Color() {
   Red = 0; Green = 0; Blue = 0;
  }
  
  public void ShiftToGrayscale()
  {
    var avg = (byte)((Red + Green + Blue) / 3);
    Red = Green = Blue = avg;
  }
}

2. Структура только для чтения
readonly struct были представлены в C# 7.2. Основная идея состоит в том, чтобы сделать структуру неизменяемой. Конечно, вы можете сделать это без модификатора только для чтения (например, DateTime существует с самого начала), но компилятор поможет вам, если вы нарушите логику только для чтения.

Пример выше выдаст несколько ошибок компилятора, если добавить readonly к объявлению структуры. Причина проста: во-первых, мы должны объявить все поля как readonly (иначе любой вызывающий объект мог бы просто изменить их). Во-вторых, метод ShiftToGrayscale по-прежнему изменяет внутреннее состояние, поэтому его тоже надо изменить на выдачу новой структуры:

public readonly struct Color
{
  public readonly byte Red;
  public readonly byte Green;
  public readonly byte Blue;
  
  public Color() {
   Red = 0; Green = 0; Blue = 0;
  }
  
  public Color(byte red, byte green, byte blue)
  {
    Red = red; Green = green; Blue = blue;
  }
  
  public Color ShiftToGrayscale()
  {
    var avg = (byte)((Red + Green + Blue) / 3);
    return new Color (avg, avg, avg);
  }
}

Неизменяемость дает много преимуществ:
- Повышенная тестируемость
- Потокобезопасность.
- Атомарность неудачи.
- Отсутствие скрытых побочных эффектов.

Компилятор попытается помочь вам с неизменяемостью, но не сможет её гарантировать. Если в структуре есть список, его члены всё равно можно будет изменять:

public readonly struct MyStruct
{
  public readonly List<int> myStuff 
   = new List<int>() { 1, 2 };

  public MyStruct() {}

  public void Mutate()
  {
    myStuff[0] = 3;
  }  
}

Окончание следует…

Источник: https://steven-giesel.com/blogPost/2a52cd8d-b3b2-42e4-87e8-d6dc14147ddb