什么是值类型,什么是引用类型html
概念:值类型直接存储其值,而引用类型存储对其值的引用。部署:托管堆上部署了全部引用类型。数组
引用类型:基类为Objcet安全
值类型:均隐式派生自System.ValueType:函数
值类型:post |
byte,short,int,long,float,double,decimal,char,bool 和 struct 统称为值类型。ui |
引用类型:url |
string 和 class统称为引用类型。spa |
- 值类型变量声明后,不论是否已经赋值,编译器为其分配内存。
- 引用类型当声明一个类时,只在栈中分配一小片内存用于容纳一个地址,而此时并无为其分配堆上的内存空间。当使用 new 建立一个类的实例时,分配堆上的空间,并把堆上空间的地址保存到栈上分配的小片空间中。
- 值类型的实例一般是在线程栈上分配的(静态分配),可是在某些情形下能够存储在堆中。
- 引用类型的对象老是在进程堆中分配(动态分配)。
咱们来看下面一段代码:.net
输出结果:线程
值类型在栈内分配空间大小因变量类型而异;
引用类型在栈内的空间大小相同;
1. 通用类型系统
C#中,变量是值仍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#的预约义类型并无内置于语言中,而是内置于.NET Framework中。.NET使用通用类型系统(CTS)定义了能够在中间语言(IL)中使用的预约义数据类型,全部面向.NET的语言都最终被编译为IL,即编译为基于CTS类型的代码。
例如,在C#中声明一个int变量时,声明的其实是CTS中System.Int32的一个实例。这具备重要的意义:
- 确保IL上的强制类型安全;
- 实现了不一样.NET语言的互操做性;
- 全部的数据类型都是对象。它们能够有方法,属性,等。例如:
int i;
i = 1;
string s;
s = i.ToString();
如下关系图(来自MSDN)说明了这几种类型是如何相关的。注意,类型的实例能够只是值类型或自描述类型,即便这些类型有子类别也是如此。
类型类别:
2.值类型
C#的全部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?其实是System.Nullable<T>的别名)。
每种值类型均有一个隐式的默认构造函数来初始化该类型的默认值。例如:
int i = new int();
等价于:
Int32 i = new Int32();
等价于:
int i = 0;
等价于:
Int32 i = 0;
引用类型和值类型都继承自System.Object类。不一样的是,几乎全部的引用类型都直接从System.Object继承,而值类型则继承其子类,即 直接继承System.ValueType。System.ValueType直接派生于System.Object。即System.ValueType自己是一个类类型,而不是值类型。其关键在于ValueType重写了Equals()方法,从而对值类型按照实例的值来比较,而不是引用地址来比较。
能够用Type.IsValueType属性来判断一个类型是否为值类型:
TestType testType = new TestType ();
if (testTypetype.GetType().IsValueType)
{
Console.WriteLine("{0} is value type.", testType.ToString());
}
3.引用类型
C#有如下一些引用类型:
数组(派生于System.Array)
用户用定义的如下类型:
类:class(派生于System.Object);
接口:interface(接口不是一个“东西”,因此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)。
能够看出:
引用类型与值类型相同的是,结构体也能够实现接口;
引用类型能够派生出新的类型,而值类型不能;
引用类型能够包含null值,值类型不能(可空类型功能容许将 null 赋给值类型);
引用类型变量的赋值只复制对对象的引用,而不复制对象自己。而将一个值类型变量赋给另外一个值类型变量时,将复制包含的值。
对于最后一条,常常混淆的是string。我曾经在一本书的一个早期版本上看到String变量比string变量效率高;我还常常据说String是引用类型,string是值类型,等等。例如:
string s1 = "Hello, ";
string s2 = "world!";
string s3 = s1 + s2;//s3 is "Hello, world!"
这确实看起来像一个值类型的赋值。再如:
string s1 = "a";
string s2 = s1;
s1 = "b";//s2 is still "a"
改变s1的值对s2没有影响。这更使string看起来像值类型。实际上,这是运算符重载的结果,当s1被改变时,.NET在托管堆上为s1从新分配了内存。这样的目的,是为了将作为引用类型的string实现为一般语义下的字符串。
4. 值类型和引用类型在内存中的部署
常常据说,而且常常在书上看到:值类型部署在栈上,引用类型部署在托管堆上。实际上并无这么简单。
MSDN上说:托管堆上部署了全部引用类型。这很容易理解。当建立一个应用类型变量时:
object reference = new object();
关键字new将在托管堆上分配内存空间,并返回一个该内存空间的地址。左边的reference位于栈上,是一个引用,存储着一个内存地址;而这个地址指向的内存(位于托管堆)里存储着其内容(一个System.Object的实例)。下面为了方便,简称引用类型部署在托管推上。
再来看值类型。《C#语言规范》上的措辞是“结构体不要求在堆上分配内存(However, unlike classes, structs are value types and do not require heap allocation)”而不是“结构体在栈上分配内存”。这难免容易让人感到困惑:值类型究竟部署在什么地方?
4.1数组
考虑数组:
int[] reference = new int[100];
根据定义,数组都是引用类型,因此int数组固然是引用类型(即reference.GetType().IsValueType为false)。
而int数组的元素都是int,根据定义,int是值类型(即reference[i].GetType().IsValueType为true)。那么引用类型数组中的值类型元素究竟位于栈仍是堆?
若是用WinDbg去看reference[i]在内存中的具体位置,就会发现它们并不在栈上,而是在托管堆上。
实际上,对于数组:
TestType[] testTypes = new TestType[100];
若是TestType是值类型,则会一次在托管堆上为100个值类型的元素分配存储空间,并自动初始化这100个元素,将这100个元素存储到这块内存里。
若是TestType是引用类型,则会先在托管堆为testTypes分配一次空间,而且这时不会自动初始化任何元素(即testTypes[i]均为null)。等到之后有代码初始化某个元素的时候,这个引用类型元素的存储空间才会被分配在托管堆上。
4.2类型嵌套
引用类型部署在托管堆上;
值类型老是分配在它声明的地方:做为字段时,跟随其所属的变量(实例)存储;做为局部变量时,存储在栈上。
从上下文看,mc是一个局部变量,因此部署在托管堆上,并被栈上的一个引用所持有;
值类型字段_value1属于引用类型实例mc的一部分,因此跟随引用类型实例mc部署在托管堆上(有点相似于数组的情形);
value2是值类型局部变量,因此部署在栈上。
而对于值类型实例,即MyStruct:
根据上下文,值类型实例ms自己是一个局部变量而不是字段,因此位于栈上;
其引用类型字段_object1不存在跟随的问题,必然部署在托管堆上,并被一个引用所持有(该引用是ms的一部分,位于栈);
其引用类型局部变量_object2显然部署在托管堆上,并被一个位于栈的引用所持有。
因此,简单地说“值类型存储在栈上,引用类型存储在托管堆上”是不对的。必须具体状况具体分析
在C#中,咱们用struct/class来声明一个类型为值类型/引用类型。考虑下面的例子:
SomeType[] oneTypes = new SomeType[100];
如 果SomeType是值类型,则只须要一次分配,大小为SomeType的100倍。而若是SomeType是引用类型,刚开始须要100次分配,分配后 数组的各元素值为null,而后再初始化100个元素,结果总共须要进行101次分配。这将消耗更多的时间,形成更多的内存碎片。因此,若是类型的职责主 要是存储数据,值类型比较合适。
通常来讲,值类型(不支持多态)适合存储供 C#应用程序操做的数据,而引用类型(支持多态)应该用于定义应用程序的行为。一般咱们建立的引用类型老是多于值类型。若是知足下面状况,那么咱们就应该建立为值类型:
该类型的主要职责用于数据存储。
该类型的共有接口彻底由一些数据成员存取属性定义。
该类型永远不可能有子类。
该类型不具备多态行为。
5. 辨明值类型和引用类型的使用场合
在C#中,咱们用struct/class来声明一个类型为值类型/引用类型。考虑下面的例子:
SomeType[] oneTypes = new SomeType[100];
如 果SomeType是值类型,则只须要一次分配,大小为SomeType的100倍。而若是SomeType是引用类型,刚开始须要100次分配,分配后 数组的各元素值为null,而后再初始化100个元素,结果总共须要进行101次分配。这将消耗更多的时间,形成更多的内存碎片。因此,若是类型的职责主 要是存储数据,值类型比较合适。
通常来讲,值类型(不支持多态)适合存储供 C#应用程序操做的数据,而引用类型(支持多态)应该用于定义应用程序的行为。一般咱们建立的引用类型老是多于值类型。若是知足下面状况,那么咱们就应该建立为值类型:
该类型的主要职责用于数据存储。
该类型的共有接口彻底由一些数据成员存取属性定义。
该类型永远不可能有子类。
该类型不具备多态行为。
值类型和引用类型的区别(小结)
相同点:
引用类型能够实现接口,值类型当中的结构体也能够实现接口;
引用类型和值类型都继承自System.Object类。
1)范围方面
C#的值类型包括:结构体(数值类型、bool型、用户定义的结构体),枚举,可空类型。
C#的引用类型包括:数组,用户定义的类、接口、委托,object,字符串。
2)内存分配方面:
数组的元素不论是引用类型仍是值类型,都存储在托管堆上。
引用类型在栈中存储一个引用,其实际的存储位置位于托管堆。简称引用类型部署在托管推上。而值类型老是分配在它声明的地方:做为字段时,跟随其所属的变量(实 例)存储;做为局部变量时,存储在栈上。(栈的内存是自动释放的,堆内存是.NET中会由GC来自动释放)
3)适用场合
值类型在内存管理方面具备更好的效率,而且不支持多态,适合用作存储数据的载体;引用类型支持多态,适合用于定义应用程序的行为。
引用类型能够派生出新的类型,而值类型不能,由于全部的值类型都是密封(seal)的;
引用类型能够包含null值,值类型不能(可空类型功能容许将 null 赋给值类型,如 int? a = null; );
引用类型变量的赋值只复制对对象的引用,而不复制对象自己。而将一个值类型变量赋给另外一个值类型变量时,将复制包含的值。
值得注意的是,引用类型和值类型都继承自System.Object类。不一样的是,几乎全部的引用类型都直接从System.Object继承,而值类型则继承其子类,即 直接继承System.ValueType。即System.ValueType自己是一个类类型,而不是值类型。其关键在于ValueType重写了Equals()方法,从而对值类型按照实例的值来比较,而不是引用地址来比较。
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