Struktury i typy wyliczeniowe w C#

1. Wprowadzenie

W języku C# zarówno struktury (struct), jak i typy wyliczeniowe (enum) służą do definiowania własnych typów danych, które pozwalają na lepsze modelowanie problemów w programowaniu. Są one szczególnie przydatne w przypadku prostych danych, które nie wymagają pełnej funkcjonalności klas.

Ważne jest zrozumienie, że:

Struktury są typami wartościowymi (value types), co oznacza, że przechowują dane bezpośrednio, a nie odwołanie do nich.
Typy wyliczeniowe są również typami wartościowymi, które reprezentują zestaw nazwanych stałych liczbowych.

2. Struktury (struct)

2.1 Definicja

Struktura w C# to typ wartościowy, który może zawierać:

pola (fields)
właściwości (properties)
metody (methods)
konstruktory
zdarzenia (events)
indeksatory (indexers)
implementować interfejsy (interfaces)

Składnia definicji struktury:

2.2 Właściwości struktur

Typ wartościowy – kopiowanie struktury tworzy nową instancję z tymi samymi danymi.
Brak dziedziczenia – struktury nie mogą dziedziczyć po innych strukturach ani klasach (ale mogą implementować interfejsy).
Domyślny konstruktor – każda struktura posiada domyślny konstruktor bez parametrów, który inicjalizuje wszystkie pola wartościami domyślnymi.
Optymalizacja pamięci – struktury są przechowywane na stosie lub inline w tablicach i innych typach, co może zwiększać wydajność przy małych obiektach.

2.3 Przykład użycia

W tym przykładzie zmiana p2 nie wpływa na p1, ponieważ struktury są kopiowane jako wartości, a nie referencje.

3. Typy wyliczeniowe (enum)

3.1 Definicja

Typ wyliczeniowy (enum) to zestaw nazwanych stałych, które są powiązane z wartościami liczbowymi. Domyślnie jest to typ całkowity int.

Składnia definicji:

Można jawnie przypisać wartości liczbowe:

Możliwe jest też określenie typu podstawowego innego niż int:

3.2 Właściwości enum

Typ wartościowy – przechowuje liczby całkowite.
Czytelność kodu – nazwy stałych poprawiają zrozumiałość w kodzie zamiast używania „magicznych” liczb.
Konwersja – można konwertować enum do i z typów liczbowych.

3.3 Przykład użycia

3.4 Kombinacje flag (Flags)

Enum można używać do reprezentowania zbiorów wartości dzięki atrybutowi [Flags].

4. Różnice między strukturami a klasami

Cecha	Struktura (struct)	Klasa (class)
Typ	Wartościowy (value type)	Referencyjny (reference type)
Przechowywanie	Stos lub inline	Sterta (heap)
Dziedziczenie	Nie może dziedziczyć	Może dziedziczyć
Konstruktor bez parametrów	Tak, domyślny	Tak, domyślny
Przekazywanie	Kopia wartości	Referencja