構造体とクラス

こういった話が。→ Design Guidelines– Classes vs. Structures

C# で、構造体とクラスの使い分けはどうするの？ということで、以下のような記述が。

• Consider defining a structure instead of a class if instances of the type are small and commonly short-lived or are commonly embedded in other objects.
• Do not define a structure unless the type has all of the following characteristics:
• It logically represents a single value, similar to primitive types (integer, double, and so on).
• It has an instance size smaller than 16 bytes.
• It is immutable.
• It will not have to be boxed frequently.

これ、最近は MS から出てるガイドライン含めよく見る文面で、荒く訳すと：

• クラスではなくて構造体の利用を考慮する場面： 小さくて、寿命が短いか、他のオブジェクトに埋め込んで使う場合に
• 以下の条件全てを満たす場合に限り構造体を使う
• 論理的に単一の値を表現する、（整数、浮動小数点数などの）組み込み型に似た型
• インスタンスのサイズが16バイト以下
• 不変（コンストラクターで値を初期化して移行、プロパティの書き換えなどをしない）
• 頻繁にボックス化されない

この条件満たすことってあんまりないんですよね。パッと思いつくのだと以下のような：

• 数学で使う複素数、有理数、3次元ベクトルとかその手のものとか
• 内部データとしては何かのハンドル値持ってるだけの型とか
• 「ちょっと複雑な enum」みたいな型とか

こういう条件が課されている理由は、以下のような感じですかね。

• 論理的に単一の値：
• ユーザー定義型と組み込み型との一貫性？
• 組み込み型で値型なものって、数値系のものしかないわけで
• 16バイト以下、低頻度でボックス化：
• 効率の問題
• 間接参照のコスト下げれても、コピーのコスト大きかったら本末転倒
• ボックス化しまくるくらいなら最初から参照型で
• 不変（immutable）：
• 例えば、Center を構造体のプロパティとして、circle.Center.X = 10; みたいなコードは書けない（X が set アクセサ持ってても無理）
• 同上、var p = circle.Center; p.X = 10; みたいなコード書いても circle.Center.X が書き換わらない
• クラスと構造体でこの辺りの挙動全然変わるけど、利用側でぱっと見、構造体なのかクラスなのか区別つかないし（IDE 前提で、var のところにカーソル持っていけばわかりますけど）
• ↑の人的エラー回避のために、var p = circle.Center; circle.Center = new Point(10, p.Y); みたいなのを強要したい
• 上記の「論理的に単一の値」を満たすなら、不変（コンストラクター以外で値を書き換えられない）で困ることそうないと思うし