ความแตกต่างระหว่าง Class และ Struct ใน C#

ความแตกต่างหลัก: Reference Type vs Value Type

คุณสมบัติ	Class (Reference Type)	Struct (Value Type)
Memory Allocation	Heap (Managed Heap)	Stack (หรือ Inline ใน Containing Type)
Assignment	Copy Reference (Point to Same Object)	Copy Value (Deep Copy)
Null	สามารถเป็น Null ได้	ไม่สามารถเป็น Null ได้ (Nullable Struct: `T?`)
Default Value	null	Zero-initialized (ทั้ง Struct)
Inheritance	รองรับ (Single Inheritance)	ไม่รองรับ (Implicitly Sealed)
Interfaces	Implement ได้	Implement ได้
Destructor/Finalizer	มีได้ (`~Class()`)	ไม่มี
Constructor	Parameterless + Parameterized	Parameterized เท่านั้น (C# 10+ มี Parameterless)
protected Modifier	ใช้ได้	ใช้ไม่ได้
Field Initializers	ได้	ไม่ได้ (C# 10-)
Performance	Heap Alloc, GC Pressure, Indirection	No Heap, No GC, Cache Friendly

ตัวอย่างพฤติกรรม Assignment


class RefClass { public int Value; }
struct ValStruct { public int Value; }

class Program
{
    static void Main()
    {
        // Class - Reference Semantics
        RefClass rc1 = new RefClass { Value = 10 };
        RefClass rc2 = rc1; // Copy Reference
        rc2.Value = 20;
        Console.WriteLine($"rc1: {rc1.Value}, rc2: {rc2.Value}"); // 20, 20 (Same Object!)
        
        // Struct - Value Semantics
        ValStruct vs1 = new ValStruct { Value = 10 };
        ValStruct vs2 = vs1; // Copy Value
        vs2.Value = 20;
        Console.WriteLine($"vs1: {vs1.Value}, vs2: {vs2.Value}"); // 10, 20 (Independent!)
    }
}

Output

rc1: 20, rc2: 20
vs1: 10, vs2: 20

เมื่อไหร่ควรใช้ Struct

✅ Small Data (≤ 16 bytes / 4 Fields ประมาณ)
✅ Immutable Data (Coordinate, DateTime, Guid, Money)
✅ High Volume (Arrays, Collections - No GC Pressure)
✅ Performance Critical (Game, Math, Graphics)
✅ Value Semantics ทางตรรกะ (Equality = Value Equality)

เมื่อไหร่ควรใช้ Class

✅ Large Data / Complex Object
✅ Mutable Reference Semantics (Identity สำคัญ)
✅ Need Inheritance / Polymorphism
✅ Need Null Representation
✅ Reference Equality (Identity) สำคัญ
✅ Framework Design Guidelines: Default เป็น Class

Struct Best Practices (C# 7.2+)


// readonly struct - Immutable Guarantee
public readonly struct Point3D
{
    public double X { get; init; }
    public double Y { get; init; }
    public double Z { get; init; }
    
    public Point3D(double x, double y, double z) => (X, Y, Z) = (x, y, z);
    
    // Method ไม่ Mutate State
    public double DistanceFromOrigin() => Math.Sqrt(X*X + Y*Y + Z*Z);
    
    // with-expression (C# 9+) สำหรับ "Mutation"
    public Point3D WithX(double newX) => this with { X = newX };
}

// ref struct - Stack Only (Span-like)
public ref struct StackOnly
{
    public Span<byte> Buffer;
    // ไม่สามารถเป็น Field ของ Class, ใช้ใน Stack เท่านั้น
}

Boxing/Unboxing Cost


struct Point { public int X, Y; }

Point p = new Point { X = 1, Y = 2 };
object o = p;        // Boxing: Heap Alloc + Copy
Point p2 = (Point)o; // Unboxing: Copy Back

// Generic ใช้ Struct ได้โดยไม่ Boxing
List<Point> points = new(); // No Boxing
List<object> objects = new(); 
objects.Add(p); // Boxing!

C# 10+ Struct Enhancements

Parameterless Constructor: public Struct() { }
Field Initializers: public int X = 5;
record struct - Value-based Equality, With-expression
readonly record struct - Immutable


// C# 10+ Record Struct
public readonly record struct Point(int X, int Y)
{
    public double Distance => Math.Sqrt(X*X + Y*Y);
}

// Usage
var p1 = new Point(3, 4);
var p2 = p1 with { X = 5 }; // p2 = (5, 4)
Console.WriteLine(p1 == p2); // False (Value Equality)