C# 值类型和引用类型(转)

1. 主要内容

类型的基本概念

值类型深入

引用类型深入

值类型与引用类型的比较及应用

2. 基本概念

C#中,变量是值还是引用仅取决于其数据类型。

C#的基本数据类型都以平台无关的方式来定义,C#的预定义类型并没有内置于语言中,而是内置于.NET Framework中。.NET使用通用类型系统(CTS)定义了可以在中间语言(IL)中使用的预定义数据类型,所有面向.NET的语言都最终被编译为 IL,即编译为基于CTS类型的代码,

通用类型的系统的功能:

  • 建立一个支持跨语言集成、类型安全和高性能代码执行的框架。
  • 提供一个支持完整实现多种编程语言的面向对象的模型。
  • 定义各语言必须遵守的规则,有助于确保用不同语言编写的对象能够交互作用。

          

例如,在C#中声明一个int变量时,声明的实际上是CTS中System.Int32的一个实例。这具有重要的意义:

  • 确保IL上的强制类型安全;
  • 实现了不同.NET语言的互操作性;
  • 所有的数据类型都是对象。它们可以有方法,属性,等。例如:

int i;
i = 1;
string s;
s = i.ToString();

CLR 支持两种类型:值类型引用类型,

C#的所有值类型均隐式派生自System.ValueType:

  • 结构体:struct(直接派生于System.ValueType);

    • 数值类型:

      • 整 型:sbyte(System.SByte的别名),short(System.Int16),int(System.Int32),long
        (System.Int64),byte(System.Byte),ushort(System.UInt16),uint
        (System.UInt32),ulong(System.UInt64),char(System.Char);
      • 浮点型:float(System.Single),double(System.Double);
      • 用于财务计算的高精度decimal型:decimal(System.Decimal)。
    • bool型:bool(System.Boolean的别名);
    • 用户定义的结构体(派生于System.ValueType)。
  • 枚举:enum(派生于System.Enum);
  • 可空类型(派生于System.Nullable<T>泛型结构体,T?实际上是System.Nullable<T>的别名)。

值类型(Value Type),值类型实例通常分配在线程的堆栈(stack)上,并且不包含任何指向实例数据的指针,因为变量本身就包含了其实例数据

C#有以下一些引用类型:

  • 数组(派生于System.Array)
  • 用户用定义的以下类型:
    • 类:class(派生于System.Object);
    • 接口:interface(接口不是一个“东西”,所以不存在派生于何处的问题。Anders在《C# Programming
      Language》中说,接口只是表示一种约定[contract]);
    • 委托:delegate(派生于System.Delegate)。
  • object(System.Object的别名);
  • 字符串:string(System.String的别名)。

可以看出:

  • 引用类型与值类型相同的是,结构体也可以实现接口;
  • 引用类型可以派生出新的类型,而值类型不能;
  • 引用类型可以包含null值,值类型不能(可空类型功能允许将 null 赋给值类型);
  • 引用类型变量的赋值只复制对对象的引用,而不复制对象本身。而将一个值类型变量赋给另一个值类型变量时,将复制包含的值

2.1内存深入

2.2.1 内存机制

数据在内存中分配位置取决与该变量的数据类型,上图可知值类型分配在线程的堆栈上,引用类型则分配在托管堆上,由GC控制回收,以下代码和图演示了引用类型和值类型的区别:

private static class ReferenceVsValue {
      // Reference type (because
of ‘class‘)
      private class SomeRef { public Int32 x; }

// Value type (because of ‘struct‘)
      private struct SomeVal {
public Int32 x; }

public static void Go() {
         SomeRef r1 = new SomeRef();  
//在堆上分配

SomeVal v1 = new SomeVal();   // 在栈上分配
         r1.x =
5;                     // 提领指针

v1.x = 5;                     // 在栈修改
        
Console.WriteLine(r1.x);      // 显示”5”

Console.WriteLine(v1.x);      //同样显示”5” 
         //
下图左半部分反映了执行以上代码之后的情形

SomeRef r2 = r1;              //只复制引用(指针)
         SomeVal v2 =
v1;              // 在栈上分配并且复制成员
         r1.x = 8;                     //
r1.x和r2.x都会更改

v1.x = 9;                     // 只是更改v1.x,不会更改v2.x
        
Console.WriteLine(r1.x);      // 显示 "8"
        
Console.WriteLine(r2.x);      // 显示 "8"
        
Console.WriteLine(v1.x);      // 显示 "9"
        
Console.WriteLine(v2.x);      // 显示 "5" 
         //右半部分反映了在执行所有代码之后的情况

}
   }
                                   图5-1      
图解代码执行时的内存分配情况

SomeVal是用Struct来声明的,而不是用常用的Class,在C#中用Struct声明的是值类型,每个变量或者程序都有自己的堆栈,不同的变量不能公用一个内存地址因此上图中SomeRef和SomeVal一定占用了不同的堆栈,变量经过传递后,对v1变量改变时,显然不会影响到v2的数据,可以看出,堆栈中的v1,v2包含其实际数据,而r1,r2则在堆栈中保存了其实例数据的引用地址,实际的数据保存在托管堆中,因此就有可能不同变量保存了
同一地址的数据引用,当从一个引用类型变量传递到另外一个相同的引用类型变量时,传递的是引用地址而不是实际的数据,所以改变一个变量的值会影响到另外一个变量的值,值类型与引用类型在内存中的分配是决定其应用不同的根本原因,由此可以容易的解释为什么传递参数的时候,按值传递不会改变形参的值,而按地址传递会改变形参的值。

内存分配的几点:

  • 值类型变量做为局部变量时,该实例将被创建在堆栈上;而如果值类型变量作为类型的成员变量时,它将作为类型实例数据的一部分,同该类型的其他字段都保存在托管堆上,将在接下来的嵌套结构部分来详细说明问题。
  • 引用类型变量数据保存在托管堆上,但是根据实例的大小有所区别,如下:如果实例的大小小于85000Byte时,则该实例将创建在GC堆上;而当实例大小大于等于85000byte时,则该实例创建在LOH(Large
    Object Heap)堆上。

2.2.2嵌套类型

嵌套结构就是在值类型中嵌套定义了引用类型,或者在引用类型变量中嵌套定义了值类型

    • 引用类型嵌套值类型

public class NestedValueinRef
{
//aInt做为引用类型的一部分将分配在托管堆上
private
int aInt;
public NestedValueinRef
{
//aChar则分配在该段代码的线程栈上
char
achar = ‘a‘;
}
}                                      图5-2
内存分配图可以表示为:

  • 值类型嵌套引用类型

引用类型嵌套在值类型时,内存的分配情况为:该引用类型将作为值类型的成员变量,堆栈上将保存该成员的引用,而成员的实际数据还是保存在托管堆中.

public struct NestedRefinValue
                  {

public MyClass myClass;

public NestedRefinValue
                     
{
                                myClass.X = 1;

myClass.Y = 2;
                      }

}

图5-3 内存分配图可以表示为:

C# 值类型和引用类型(转)

时间: 2024-10-11 21:03:03

C# 值类型和引用类型(转)的相关文章

定义类+类实例化+属性+构造函数+匿名类型var+堆与栈+GC回收机制+值类型与引用类型

为了让编程更加清晰,把程序中的功能进行模块化划分,每个模块提供特定的功能,而且每个模块都是孤立的,这种模块化编程提供了非常大的多样性,大大增加了重用代码的机会. 面向对象编程也叫做OOP编程 简单来说面向对象编程就是结构化编程,对程序中的变量结构划分,让编程更清晰. 类的概念: 类实际上是创建对象的模板,每个对象都包含数据,并提供了处理和访问数据的方法. 类定义了类的每个对象(称为实例)可以包含什么数据和功能. 类中的数据和函数称为类的成员:数据成员        函数成员 数据成员: 数据成员

Java值类型和引用类型

[定义] 引用类型表示你操作的数据是同一个,也就是说当你传一个参数给另一个方法时,你在另一个方法中改变这个变量的值, 那么调用这个方法是传入的变量的值也将改变.值类型表示复制一个当前变量传给方法, 当你在这个方法中改变这个变量的值时,最初生命的变量的值不会变.通俗说法: 值类型就是现金,要用直接用:引用类型是存折,要用还得先去银行取现.----(摘自网上) [值类型] 也就是基本数据类型 基本数据类型常被称为四类八种 四类: 1,整型 2,浮点型 3,字符型4,逻辑型 八种: 1,整型3种 by

java 值类型和引用类型的区别

1. Java中值类型和引用类型的不同? [定义] 引用类型表示你操作的数据是同一个,也就是说当你传一个参数给另一个方法时,你在另一个方法中改变这个变量的值, 那么调用这个方法是传入的变量的值也将改变.值类型表示复制一个当前变量传给方法, 当你在这个方法中改变这个变量的值时,最初生命的变量的值不会变.通俗说法: 值类型就是现金,要用直接用:引用类型是存折,要用还得先去银行取现.----(摘自网上) [值类型] 也就是基本数据类型 基本数据类型常被称为四类八种 四类: 1,整型 2,浮点型 3,字

c# 值类型与引用类型 值传递与引用传递

值类型与引用类型: 值类型 :1.值类型大小固定.存储在栈上.  2.不能继承,只能实现接口 3.派生自valuetype int double char float byte bool enum struct decimal 引用类型:1.在栈上存储了一个地址实际存储在堆中,大小不固定. 2.数组.类.接口.委托 string 数组 类 接口 委托 值传递与引用传递: 值类型按值传递.值类型按引用传递.引用类型按值传递.引用类型按引用传递. 值传递:默认传递都是值传递 ,把栈中内容拷贝一份引用

值类型和引用类型的区别

数据项的类型定义了存储数据需要的内存大小,组成该类型的数据成员以及该类型能执行的函数.类型还决了对象在内存中的存储位置-栈或堆. 类型被分为:值类型和引用类型,这两种类型的对象在内存中的存储方式不同.值类型只需要一段单独的内存,用于存储实际的数据,引用类型需要两段内存:第一段存储实际的数据,它总是位于堆中,第二段是一个引用(即内存地址,不懂是不是就是直接寻址),指向数据在堆中的存放位置. 如果数据不是其他类型的成员,是独立的,比如方法代码块声明的临时变量int age ;如果是某一类型的成员,,

C#中值类型和引用类型

本文将介绍C#类型系统中的值类型和引用类型,以及两者之间的一些区别.同时,还会介绍一下装箱和拆箱操作. 值类型和引用类型 首先,我们看看在C#中哪些类型是值类型,哪些类型是引用类型. 值类型: 基础数据类型(string类型除外):包括整型.浮点型.十进制型.布尔型. 整型(sbyte.byte.char.short.ushort.int.uint.long.ulong ) 浮点型(float 和 double ) 十进制型(decimal ) 布尔型(bool ) 结构类型(struct) 枚

04.C#类型系统、值类型和引用类型(二章2.2-2.3)

今天要写的东西都是书中一些概念性的东西,就当抄笔记,以提问对话的方式将其写出来吧,说不定以后面试能有点谈资~~~ Q1.C#1系统类型包含哪三点特性? A1.C#1类型系统是静态的.显式的和安全的. Q2.为什么称为静态类型? A2.静态类型是用来描述表达式在编译时的类型,当声明一个类型的变量时,不能将变量指向其它类型的对象. Q3.显式类型和隐式类型的区别? A3.显式类型和隐式类型只有静态类型中的语言才有意义.显式类型需要显式声明一个变量的类型,而隐式类型则将类型的判断责任推给编译器,但是在

现金与存折---值类型和引用类型

在软考的时候也接触过值类型和引用类型,那时候应付做题还是可以的,可是考完之后再突然面对这两个词汇,又觉得迷茫无措了.现在想想,还是实践吧,当时只是简单的了解了其原理,没有用代码来实现,所以只能算是初步的,暂时的了解.这篇文章就是为了弥补初步的遗憾,进行深一步的学习. 理论联系实践,才是对现实的超越.就像门和钥匙一样,完美结合才有防窃和安全之功效.所以,该篇文章的主要思路也是从理论和实践两个方面分别对"值类型和引用类型"进行详细阐述. --------------------------

【转】C#详解值类型和引用类型区别

通用类型系统 值类型 引用类型 值类型和引用类型在内存中的部署 1 数组 2 类型嵌套 辨明值类型和引用类型的使用场合 5 值类型和引用类型的区别小结 首先,什么是值类型,什么是引用类型? 在C#中值类型的变量直接存储数据,而引用类型的变量持有的是数据的引用,数据存储在数据堆中. 值类型(value type):byte,short,int,long,float,double,decimal,char,bool 和 struct 统称为值类型.值类型变量声明后,不管是否已经赋值,编译器为其分配内

C# 类型基础 值类型和引用类型

引言 本文之初的目的是讲述设计模式中的 Prototype(原型)模式,但是如果想较清楚地弄明白这个模式,需要了解对象克隆(Object Clone),Clone其实也就是对象复制.复制又分为了浅度复制(Shallow Copy)和深度复制(Deep Copy),浅度复制和深度复制又是以如何复制引用类型成员来划分的.由此又引出了引用类型和值类型,以及相关的对象判等.装箱.拆箱等基础知识.索性从最基础的类型开始自底向上写起. 值类型和引用类型 先简单回顾一下C#中的类型系统.C# 中的类型一共分为