以下是對它們的詳細分析和對比：

1. 自定義類（Class）

優勢

• 封裝性強：可以定義字段、屬性、方法和事件，實現復雜的行為和邏輯。
• 繼承與多態：支持繼承體系，可通過接口或抽象類實現多態。
• 引用類型：適合需要共享狀態或頻繁修改的對象關系。
• 擴展性：易于添加新功能或修改現有功能，符合面向對象設計原則。

適用場景

• 當關系需要包含行為（如計算、驗證、狀態轉換）時。
• 當需要復雜的生命周期管理（如初始化、釋放資源）時。
• 當對象關系需要被多個組件共享和修改時。

示例（CAD 實體關系）

public class EntityRelationship
{public Entity Parent { get; set; }public List<Entity> Children { get; } = new List<Entity>();public double CalculateTotalArea(){double area = Parent.GetArea();foreach (var child in Children)area += child.GetArea();return area;}
}

2. 元組（Tuple）

優勢

• 語法簡潔：無需定義額外的類型，直接使用內置的元組結構。
• 輕量級：適合臨時存儲少量數據，無需創建專門的類。
• 多返回值：方便方法返回多個相關值，避免使用out參數。

劣勢

• 語義模糊：元組元素通過Item1、Item2訪問，可讀性較差（除非使用命名元組）。
• 不可變性：默認不可變（除非使用ValueTuple），修改需創建新元組。
• 功能有限：無法添加方法或屬性，僅作為數據容器。

適用場景

• 臨時數據關聯（如方法返回多個值）。
• 簡單的鍵值對（如字典的鍵）。
• 代碼簡潔性優先的場景。

示例（CAD 點與實體關聯）

// 使用命名元組
var pointEntityPair = (point: new Point3d(1, 2, 0), entity: GetEntity());

?

3. 字典（Dictionary）

優勢

• 高效查找：基于哈希表實現，查找、插入和刪除操作的時間復雜度為 O (1)。
• 鍵值對結構：適合建立對象之間的映射關系（如 ID → 實體、圖層 → 實體列表）。
• 動態擴展：可以隨時添加或刪除鍵值對。

劣勢

• 類型約束：鍵必須唯一，且需正確實現Equals和GetHashCode。
• 無序性：默認不保證元素順序（除非使用SortedDictionary）。

適用場景

• 需要快速查找或索引的關系（如根據實體 ID 查找關聯數據）。
• 動態構建的映射關系（如分組統計）。

示例（圖層與實體的映射）

Dictionary<string, List<Entity>> layerEntities = new Dictionary<string, List<Entity>>();
layerEntities["Layer1"] = new List<Entity> { entity1, entity2 };

4. 結構體（Struct）

優勢

• 值類型：內存分配在棧上，適合輕量級對象，減少堆內存壓力。
• 高效訪問：無需通過引用間接訪問，性能略優于類。
• 不可變性：適合設計為不可變的數據結構，線程安全。

劣勢

• 值語義：復制時會創建新實例，可能導致性能問題（尤其在大數據量時）。
• 功能受限：不支持繼承（僅支持接口），不適合復雜行為。

適用場景

• 表示輕量級數據結構（如坐標點、尺寸）。
• 頻繁使用且數據量小的對象關系。
• 需要不可變語義的場景。

示例（CAD 坐標點）

public struct PointPair
{public Point3d Start { get; }public Point3d End { get; }public PointPair(Point3d start, Point3d end){Start = start;End = end;}
}

對比總結

特性	自定義類	元組	字典	結構體
數據封裝	? 強（字段、方法）	? 弱（僅數據）	? 僅鍵值對	? 中等（字段）
性能	? 引用類型（堆分配）	? 值類型（棧分配）	? 哈希表開銷	? 值類型（棧分配）
語義明確性	? 高（自定義類型）	? 低（默認Item1）	? 中等（鍵值對）	? 中等（自定義結構）
擴展性	? 高（繼承、方法）	? 無	? 僅鍵值操作	? 有限（無繼承）
適用場景	復雜行為、共享狀態	臨時數據、多返回值	快速查找、映射關系	輕量級數據、不可變對象

CAD 開發中的最佳實踐

1. 復雜關系用類：若需要表示實體之間的層級關系（如父子結構）或行為（如計算面積、轉換坐標），使用自定義類。
2. 臨時關聯用元組：在方法內部或短生命周期代碼中，使用元組簡化數據傳遞。
3. 索引關系用字典：當需要快速查找或分組對象時（如按圖層篩選實體），使用字典。
4. 輕量數據用結構體：表示點、尺寸等輕量級數據時，使用結構體減少內存開銷。

示例：綜合應用

// 1. 自定義類：表示實體關系
public class EntityHierarchy
{public Dictionary<string, List<Entity>> LayerGroups { get; } = new Dictionary<string, List<Entity>>();public (Entity parent, List<Entity> children) GetGroup(string layerName){if (LayerGroups.TryGetValue(layerName, out var entities))return (entities[0], entities.Skip(1).ToList());return (null, new List<Entity>());}
}// 2. 結構體：表示尺寸
public struct Dimension
{public double Width { get; }public double Height { get; }public Dimension(double width, double height){Width = width;Height = height;}
}

總結

選擇合適的數據結構取決于具體需求：

• 優先考慮類：當關系復雜且需要行為封裝時。
• 使用元組和結構體：追求代碼簡潔性或性能時。
• 依賴字典：需要高效查找或動態映射時。

在 AutoCAD 開發中，合理組合這些結構可以平衡代碼的可讀性、性能和可維護性。