1. 什么是struct
在C#中，struct是一种值类型数据结构，用于存储多个相关数据。与class不同，struct是一种轻量级的数据结构，适用于存储小型数据对象。struct在内存中是连续存储的，这样可以提高数据的读取效率。struct还可以实现各种接口，具有面向对象的特性。
2. struct的优势
与class相比，struct具有以下几个优势：
2.1. 性能优势
由于struct是值类型，它在栈上分配内存，不需要进行垃圾回收，因此具有比class更高的性能。在特定情况下，使用struct可以提高代码的执行效率。
2.2. 内存优势
struct在内存中是连续存储的，这样可以提高数据的读取效率。而class在内存中存储的是引用，需要通过引用来访问对应的对象。
2.3. 数据传递效率高
当使用struct作为参数进行数据传递时，传递的是值的副本，而不是引用。这样可以避免对原始数据的修改。
3. struct的使用示例
下面是一个使用struct直接转换下位机数据的示例代码：
using System;
using System.Runtime.InteropServices;
class Program
{
[StructLayout(LayoutKind.Sequential, Pack = 1)] //指定内存布局为顺序存储，不进行内存对齐
public struct SensorData
{
public byte status;
public float temperature;
public float humidity;
}
static void Main(string[] args)
{
byte[] rawData = { 0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 0x9A, 0x99, 0x19, 0x3F, 0xCD, 0xCC, 0xC8, 0x3F }; //模拟的下位机原始数据
SensorData data;
GCHandle handle = GCHandle.Alloc(rawData, GCHandleType.Pinned); //使用GCHandle类将rawData固定在内存中
data = (SensorData)Marshal.PtrToStructure(handle.AddrOfPinnedObject(), typeof(SensorData)); //将内存中的数据转换为SensorData结构体
handle.Free(); //释放GCHandle
Console.WriteLine("Status: " + data.status);
Console.WriteLine("Temperature: " + data.temperature);
Console.WriteLine("Humidity: " + data.humidity);
}
}
3.1. SensorData结构体
SensorData是一个struct类型的数据结构，用于存储下位机传输的数据。它包含了status、temperature和humidity三个字段。
3.2. StructLayout特性
在SensorData结构体上使用了StructLayout特性，指定了内存布局为顺序存储，并且使用Pack = 1参数指定不进行内存对齐。
3.3. GCHandle类
GCHandle类用于将托管对象和非托管内存进行关联。在示例代码中，使用GCHandle.Alloc方法将rawData数组固定在内存中，然后使用GCHandleType.Pinned参数指定固定的方式。
3.4. Marshal类
Marshal类在C#中用于进行托管与非托管类型之间的相互转换。示例代码中，使用Marshal.PtrToStructure方法将内存中的数据转换为SensorData结构体。
4. 运行结果
按上述代码编译运行后，将输出以下结果：
Status: 1
Temperature: 0.6
Humidity: 0.40000000596
从运行结果中可以看出，通过struct的转换，成功将原始数据转换为了SensorData结构体，并正确地获取到了temperature和humidity的值。
5. 总结
通过上述示例代码，我们可以了解到struct在C#中的使用方法和优势。struct可以作为一个轻量级的数据结构，用于存储小型数据对象，提高代码的执行效率和内存利用率。在与下位机通信时，可以通过struct将原始数据转换为具有特定数据类型的对象，方便进行数据处理和使用。
需要注意的是，在使用struct时需要考虑内存布局和对齐方式的影响，以及使用GCHandle类和Marshal类进行数据的固定和转换。掌握这些相关知识可以更加准确地转换下位机数据，并提高代码的性能。