C# 试题 11：结构体与 ref struct

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0201 以下代码输出什么？

难度： 实战

struct Point { public int X; }

var a = new Point { X = 1 };
var b = a;
b.X = 2;

Console.WriteLine($"{a.X},{b.X}");

A. 1,1
B. 1,2，结构体赋值逐字段复制，b 是独立副本
C. 2,2
D. 编译失败，结构体没有复制语义

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正确答案B

解析： 结构体赋值复制全部字段；修改 b.X 不影响 a。这与引用类型赋值产生“别名”的行为正好相反。

关键点： 结构体赋值 = 复制，不是建立引用。

0202 以下代码输出什么？

难度： 实战

struct Point { public int X; }

static void Move(Point p) => p.X = 99;

var p = new Point { X = 1 };
Move(p);

Console.WriteLine(p.X);

A. 输出 1，按值传参会复制，方法内修改不影响实参
B. 输出 99
C. 编译失败，结构体不能作为参数
D. 输出 0

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正确答案A

解析： 默认按值传递，Move 修改的是副本。想让修改回流，必须用 ref（或可变语义的 in 之外的其他方案）。

关键点： 值类型参数默认复制，修改不回流。

0203 以下代码输出什么？

难度： 进阶

struct Counter { public int Value; public void Increment() => Value++; }

static void Take(in Counter c) => c.Increment();

var c = new Counter { Value = 0 };
Take(c);

Console.WriteLine(c.Value);

A. 输出 1
B. 编译失败，不能对 in 参数调用实例方法
C. 输出 0，in 参数是只读引用，调用可变方法前编译器先做防御性复制
D. 运行抛 InvalidOperationException

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正确答案C

解析： Increment 不是 readonly 成员，编译器在只读的 in 引用上先复制一份再调用，修改落在副本上，原值不变。这也意味着“用 in 省复制”的前提是成员都只读。

关键点： in 传参遇到可变成员会触发防御性复制。

0204 以下代码输出什么？

难度： 实战

struct Point { public int X; }

static void Move(ref Point p) => p.X = 99;

var p = new Point { X = 1 };
Move(ref p);

Console.WriteLine(p.X);

A. 输出 1
B. 编译失败，结构体不能用 ref 传递
C. 输出 0
D. 输出 99，ref 传递的是实参的存储位置

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正确答案D

解析： ref 参数共享实参的存储位置，方法内对字段的修改直接作用于原变量，没有复制。

关键点： ref 让值类型也具备“别名”语义。

0205 以下代码能否编译？

难度： 进阶

readonly struct S
{
    public int X;
}

A. 编译通过，X 自动只读
B. 编译失败，readonly 结构体的实例字段必须声明为 readonly
C. 编译通过，但运行抛异常
D. 编译失败，readonly 结构体不能有字段

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正确答案B

解析： readonly struct 要求所有实例字段都带 readonly（CS8340），这是结构性约束，确保实例天然不可变。

关键点： readonly 是结构层面的强制，不只是文档约定。

0206 以下代码能否编译？

难度： 进阶

readonly struct S
{
    public readonly int X;
    public void Bad() => X = 1;
}

A. 编译失败，readonly 结构体的实例方法不能给字段赋值
B. 编译通过，赋值只在副本上发生
C. 运行抛 FieldAccessException
D. 编译通过，X 变为 1

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正确答案A

解析： readonly 结构体的实例成员运行在 readonly 上下文中，写入字段是编译错误。想要“可写”只能靠构造或静态成员。

关键点： readonly 结构体禁止实例级写操作。

0207 以下代码能否编译？

难度： 实战

ref struct R { public int X; }

var r = new R { X = 1 };
object o = r;

A. 编译通过，发生装箱
B. 编译通过，不发生装箱
C. 编译失败，ref struct 不能被装箱（不能转换为 object 或接口）
D. 运行抛 InvalidCastException

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正确答案C

解析： 装箱会把值移到托管堆上，ref struct 被禁止进入堆，因此到 object/接口的任何转换都是编译错误。

关键点： ref struct 生命周期约束的起点就是“不能装箱”。

0208 以下代码能否编译？

难度： 实战

ref struct R { }

class C
{
    R _r;
}

A. 编译通过，字段默认在栈上
B. 编译通过，但运行抛异常
C. 编译通过，自动转为引用类型
D. 编译失败，ref struct 不能作为非 ref struct 的实例字段

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正确答案D

解析： 类实例分配在堆上，ref struct 字段会被搬进堆，违反栈约束；只有 ref struct 内部才能包含 ref struct 实例字段。

关键点： ref struct 只能活在栈上或 ref struct 内部。

0209 以下代码能否编译？

难度： 进阶

ref struct R { public int X; }

static Func<int> Make()
{
    R r = default;
    return () => r.X;
}

A. 编译通过
B. 编译失败，闭包会把 r 提升到堆上，ref struct 不能被捕获
C. 编译通过，但运行抛异常
D. 编译通过，返回 0

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正确答案B

解析： lambda/局部函数捕获局部变量时，编译器会把它提升到堆分配的环境对象中；ref struct 不能进入堆，因此捕获是编译错误。

关键点： 任何“逃逸到堆”的路径对 ref struct 都是禁区。

0210 关于 ref struct 的生命周期约束，哪项正确？

难度： 进阶

A. ref struct 可以存储在 async 方法的局部变量中并跨越 await
B. ref struct 可以被装箱为 object
C. ref struct 不能装箱、不能作类字段、不能被闭包捕获、不能跨越 await，只能存活于栈帧或 ref struct 内部
D. ref struct 可以继承普通类

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正确答案C

解析： ref struct 的所有限制都源于“不能进入托管堆”：装箱、类字段、闭包提升、async/iterator 的挂起存储都会把它搬到堆上，故全部禁止；结构体本就不能继承类。

关键点： 理解“堆 = 禁区”，就能推出全部限制。

0211 以下代码输出什么？

难度： 实战

record struct Point(int X, int Y);

var p1 = new Point(1, 2);
var p2 = new Point(1, 2);

Console.WriteLine(p1 == p2);

A. 输出 True，record struct 按成员值比较并生成 ==
B. 输出 False，结构体默认引用比较
C. 编译失败，结构体不能使用 ==
D. 输出 False，record struct 不做相等比较

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正确答案A

解析： record struct 会合成基于成员的 Equals、GetHashCode 与 ==/!=；普通 struct 没有这个待遇。

关键点： record 家族自动获得值相等，普通 struct 不会。

0212 以下代码输出什么？

难度： 进阶

record struct Point(int X, int Y);

var p = new Point(1, 2);
p.X = 100;

Console.WriteLine(p.X);

A. 编译失败，位置参数生成的属性只读
B. 编译失败，record struct 不可变
C. 输出 1
D. 输出 100，位置 record struct 的属性是 get; set;，默认可变

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正确答案D

解析： 位置 record struct 合成的是可写属性；只有 readonly record struct 才生成 init 只读属性。这与 record class 的不可变语义不同。

关键点： record struct 默认可变，别拿 record class 的印象套它。

0213 以下代码能否编译？

难度： 进阶

readonly record struct Point(int X, int Y);

var p = new Point(1, 2);
p.X = 100;

A. 编译通过，输出 100
B. 编译失败，readonly record struct 的位置属性是 init，只能在初始化时赋值
C. 编译通过，赋值被忽略
D. 运行抛 InvalidOperationException

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正确答案B

解析： readonly record struct 合成只读 init 属性，构造完成后赋值是编译错误。加不加 readonly 决定了 record struct 的可变性。

关键点： readonly 前缀改变 record struct 的默认可变性。

0214 以下代码输出什么？

难度： 实战

record struct Point(int X, int Y);

var p = new Point(1, 2);
var q = p with { X = 9 };

Console.WriteLine($"{p.X},{q.X}");

A. 输出 1,9，with 生成副本，原值不变
B. 输出 9,9
C. 编译失败，record struct 不支持 with
D. 输出 1,1

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正确答案A

解析： with 表达式复制当前实例并应用修改：p 保持不变，q 是新副本。值语义下“复制不破坏源值”尤其直观。

关键点： with 不修改源值，始终产出新实例。

0215 大结构体传参的性能选型，哪项正确？

难度： 进阶

A. 值传递永远比 in 快
B. 只要声明了 in，就一定零复制
C. 值参数会复制整个结构体；in/ref readonly 传引用可避免复制，但访问非 readonly 成员会触发防御性复制，收益需基准验证
D. in 参数允许方法内修改实参

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正确答案C

解析： in 是只读引用，不复制存储；但任何可能修改的访问（调用可变方法、访问带 setter 的属性）都会引入防御性复制。收益依赖调用模式与 JIT，必须实测。

关键点： 大结构体该不该用 in，先基准再下结论。

0216 以下代码能否编译？

难度： 实战

struct S { public int X; }

static void Bad(in S s) => s.X = 5;

A. 编译通过，修改被忽略
B. 编译通过，修改作用于实参
C. 编译通过，在副本上修改
D. 编译失败，in 参数是只读引用，不能直接赋值

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正确答案D

解析： in 参数按只读引用传递，直接写入字段/属性是编译错误。这与“调用可变方法产生防御性复制”不同：显式赋值连复制都不会做，直接编译期拒绝。

关键点： in = 只读引用，写操作在编译期被禁止。

0217 以下代码能否编译？

难度： 进阶

struct Point { public int X; }

var a = new Point { X = 1 };
var b = new Point { X = 1 };

Console.WriteLine(a == b);

A. 输出 True
B. 编译失败，普通结构体不会自动生成 ==，需自行重载运算符
C. 输出 False
D. 运行抛 NotSupportedException

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正确答案B

解析： 自定义 struct 不会像 record struct 那样合成 ==；未重载运算符时 == 不适用，编译失败。很多资深开发者会在这里踩坑。

关键点： 普通 struct 的“值相等”需要显式实现，不是默认行为。

0218 以下代码输出什么？

难度： 进阶

struct S
{
    public int X;
    public S() { X = 42; }
}

S a = new S();
S b = default;

Console.WriteLine($"{a.X},{b.X}");

A. 输出 42,0，new S() 调用显式无参构造函数，default 跳过构造函数直接零初始化
B. 输出 42,42
C. 输出 0,0
D. 编译失败，结构体不能声明无参构造函数

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正确答案A

解析： C# 10 起结构体可声明显式无参构造函数，new S() 会执行它；但 default(S) 不经过任何构造函数，字段全为零。二者语义必须区分。

关键点： default 永远绕开构造函数，这是结构体与类的关键差异。

0219 以下代码能否编译？

难度： 进阶

ref struct R { }

var list = new List<R>();

A. 编译通过，ref struct 是合法的泛型实参
B. 编译通过，但运行抛异常
C. 编译失败，List<T> 未声明 allows ref struct，ref struct 不能作为其类型实参
D. 编译通过，发生装箱

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正确答案C

解析： C# 13 起 ref struct 只能用于带 allows ref struct 反约束的类型参数；List<T> 没有该标注，故编译失败。泛型支持 ref struct 是有条件的。

关键点： 泛型默认拒绝 ref struct，除非显式放行。

0220 大结构体使用 `in` 参数的正确姿势，哪项最准确？

难度： 进阶

A. 所有结构体都应默认用 in，收益必然为正
B. in 参数在方法内可以任意修改
C. in 与值参数在语义上完全相同
D. 对“大且只读”的结构体评估使用 in/ref readonly，留意非 readonly 成员的防御性复制，并用基准验证收益

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正确答案D

解析： in 适合“大而只读”的结构体；小结构体或访问可变成员时，防御性复制可能抵消收益。选型必须结合调用点与基准数据。

关键点： in 是优化手段而非规则，一切以测量为准。

0201 以下代码输出什么？

0202 以下代码输出什么？

0203 以下代码输出什么？

0204 以下代码输出什么？

0205 以下代码能否编译？

0206 以下代码能否编译？

0207 以下代码能否编译？

0208 以下代码能否编译？

0209 以下代码能否编译？

0210 关于 ref struct 的生命周期约束，哪项正确？

0211 以下代码输出什么？

0212 以下代码输出什么？

0213 以下代码能否编译？

0214 以下代码输出什么？

0215 大结构体传参的性能选型，哪项正确？

0216 以下代码能否编译？

0217 以下代码能否编译？

0218 以下代码输出什么？

0219 以下代码能否编译？

0220 大结构体使用 in 参数的正确姿势，哪项最准确？

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0220 大结构体使用 `in` 参数的正确姿势，哪项最准确？