C# Struct vs Class（開発者向けの動作方法）

1.1. クラス（参照型）

参照型: C# のクラスはヒープ上に存在する参照型であり、クラスのインスタンスが生成されると、オブジェクトへの参照がメモリに格納されます。

ヒープ割り当て: クラスのインスタンスはヒープメモリ割り当てにメモリが割り当てられ、サイズの柔軟性を提供し、オブジェクトをコードの異なる部分間で共有できるようにします。

デフォルトコンストラクタ: クラスにはデフォルトコンストラクタがあり、明示的に定義されていない場合でも自動的に提供されます。

継承: クラスは継承をサポートしており、共有された特性を持つ派生クラスの作成を可能にします。

using System;

// Define a class
public class MyClass
{
    // Fields (data members)
    public int MyField;

    // Constructor
    public MyClass(int value)
    {
        MyField = value;
    }

    // Method to display the value
    public void Display()
    {
        Console.WriteLine($"Value in MyClass: {MyField}");
    }
}

class Program
{
    static void Main()
    {
        // Create an instance of the class
        MyClass myClassInstance = new MyClass(10);

        // Access field and call method
        myClassInstance.Display();

        // Classes are reference types, so myClassInstance refers to the same object in memory
        MyClass anotherInstance = myClassInstance;
        anotherInstance.MyField = 20;

        // Both instances refer to the same object, so the change is reflected in both
        myClassInstance.Display();
        anotherInstance.Display();
    }
}

using System;

// Define a class
public class MyClass
{
    // Fields (data members)
    public int MyField;

    // Constructor
    public MyClass(int value)
    {
        MyField = value;
    }

    // Method to display the value
    public void Display()
    {
        Console.WriteLine($"Value in MyClass: {MyField}");
    }
}

class Program
{
    static void Main()
    {
        // Create an instance of the class
        MyClass myClassInstance = new MyClass(10);

        // Access field and call method
        myClassInstance.Display();

        // Classes are reference types, so myClassInstance refers to the same object in memory
        MyClass anotherInstance = myClassInstance;
        anotherInstance.MyField = 20;

        // Both instances refer to the same object, so the change is reflected in both
        myClassInstance.Display();
        anotherInstance.Display();
    }
}

Imports System

' Define a class
Public Class [MyClass]
	' Fields (data members)
	Public MyField As Integer

	' Constructor
	Public Sub New(ByVal value As Integer)
		MyField = value
	End Sub

	' Method to display the value
	Public Sub Display()
		Console.WriteLine($"Value in MyClass: {MyField}")
	End Sub
End Class

Friend Class Program
	Shared Sub Main()
		' Create an instance of the class
		Dim myClassInstance As [MyClass] = New [MyClass](10)

		' Access field and call method
		myClassInstance.Display()

		' Classes are reference types, so myClassInstance refers to the same object in memory
		Dim anotherInstance As [MyClass] = myClassInstance
		anotherInstance.MyField = 20

		' Both instances refer to the same object, so the change is reflected in both
		myClassInstance.Display()
		anotherInstance.Display()
	End Sub
End Class

1.2. 構造体（値型）

値型: 構造体は値型であり、実際のデータは変数が宣言されている場所に格納され、プリミティブ型のようにメモリの別の場所にはありません。また、構造体はNullable<>タグを使用してnullableタイプにしない限り、値型としてnull値を割り当てることはできません。

スタック割り当て: 構造体のインスタンスはスタックメモリ上に割り当てられるため、割り当てと解除が高速になりますが、サイズとスコープに制限があります。

デフォルトコンストラクタなし: 構造体には、明示的に定義されない限りデフォルトコンストラクタはありません。 すべてのフィールドはインスタンス化時に初期化される必要があります。

継承なし: 構造体は継承をサポートしていません。 主に軽量なデータ構造に使用されます。

using System;

// Define a struct
public struct MyStruct
{
    // Fields (data members)
    public int MyField;

    // Constructor
    public MyStruct(int value)
    {
        MyField = value;
    }

    // Method to display the value
    public void Display()
    {
        Console.WriteLine($"Value in MyStruct: {MyField}");
    }
}

class Program
{
    static void Main()
    {
        // Create an instance of the struct
        MyStruct myStructInstance = new MyStruct(10);

        // Access field and call method
        myStructInstance.Display();

        // Structs are value types, so myStructInstance is a copy
        MyStruct anotherInstance = myStructInstance;
        anotherInstance.MyField = 20;

        // Changes to anotherInstance do not affect myStructInstance
        myStructInstance.Display();
        anotherInstance.Display();
    }
}

using System;

// Define a struct
public struct MyStruct
{
    // Fields (data members)
    public int MyField;

    // Constructor
    public MyStruct(int value)
    {
        MyField = value;
    }

    // Method to display the value
    public void Display()
    {
        Console.WriteLine($"Value in MyStruct: {MyField}");
    }
}

class Program
{
    static void Main()
    {
        // Create an instance of the struct
        MyStruct myStructInstance = new MyStruct(10);

        // Access field and call method
        myStructInstance.Display();

        // Structs are value types, so myStructInstance is a copy
        MyStruct anotherInstance = myStructInstance;
        anotherInstance.MyField = 20;

        // Changes to anotherInstance do not affect myStructInstance
        myStructInstance.Display();
        anotherInstance.Display();
    }
}

Imports System

' Define a struct
Public Structure MyStruct
	' Fields (data members)
	Public MyField As Integer

	' Constructor
	Public Sub New(ByVal value As Integer)
		MyField = value
	End Sub

	' Method to display the value
	Public Sub Display()
		Console.WriteLine($"Value in MyStruct: {MyField}")
	End Sub
End Structure

Friend Class Program
	Shared Sub Main()
		' Create an instance of the struct
		Dim myStructInstance As New MyStruct(10)

		' Access field and call method
		myStructInstance.Display()

		' Structs are value types, so myStructInstance is a copy
		Dim anotherInstance As MyStruct = myStructInstance
		anotherInstance.MyField = 20

		' Changes to anotherInstance do not affect myStructInstance
		myStructInstance.Display()
		anotherInstance.Display()
	End Sub
End Class

2.1. クラスを使用する場合

複雑な状態と動作: 状態と動作を持つ複雑なデータ構造をモデル化する必要がある場合に、クラスを使用します。 クラスは、複数のプロパティとメソッドを持つ複雑なオブジェクトを表現するのに適しています。

参照セマンティクス: オブジェクトのインスタンスを共有し、コードの異なる部分にわたって変更を反映させたい場合は、クラスが適切な選択です。

2.2. 構造体を使用する場合

シンプルなデータ構造: 構造体は、ポイント、長方形、キーと値のペアなどの軽量なエンティティを表現するシンプルなデータ構造に理想的です。あるいは、構造体が論理的に単一値を表現する場合は、構造体を使用します。

値セマンティクス: 値セマンティクスを好み、ヒープ割り当てのオーバーヘッドを回避したい場合は、構造体が適しています。

パフォーマンスの考慮: 特に小さく、頻繁に使用されるオブジェクトでは、パフォーマンスが重要なシナリオでは、スタック割り当てのおかげで構造体がより効率的です。

3.1. クラス

参照カウンティング: クラスインスタンスのメモリは、ガベージコレクタによって参照カウンティングを通じて管理されます。 オブジェクトの参照がなくなると、ガベージコレクションの対象になります。

メモリリークの可能性: 参照の不適切な処理により、オブジェクトが不要になった際に適切に破棄されないとメモリリークを引き起こす可能性があります。

IronPDFを使用することで、開発者はHTMLコンテンツからPDFを動的に生成したり、既存のドキュメントからデータを抽出したりと幅広くPDFドキュメントを簡単に扱えます。

ガベージコレクションなし: 構造体は値型であり、異なる方法で管理されるためガベージコレクションに依存しません。 それらはスコープを外れると自動的に解放されます。

限られたメモリオーバーヘッド: 構造体はクラスに比べてメモリオーバーヘッドが低く、メモリ使用量が問題となるシナリオでは効率的です。

クラス

間接アクセス: クラスインスタンスは参照を通じてアクセスされるため、追加の間接レベルがあり、わずかなパフォーマンスオーバーヘッドを生む可能性があります。

ヒープ割り当て: ヒープメモリ上での動的なメモリ割り当ては、オブジェクトの作成および破棄時間を延ばす可能性があります。

構造体

直接アクセス: 構造体は直接アクセスされ、追加の間接レベルが不要です。 これは、小さく、頻繁に使用されるオブジェクトのパフォーマンスを向上させる可能性があります。

スタック割り当て: スタック割り当てのメモリにより、構造体インスタンスの作成および破棄が高速になります。

5.2.1. 出力 PDF ファイル