C#值类型与引用类型

从如下几个方面总结一下C#的值类型与引用类型：

• 定义
• 值类型与引用类型的区别
• 值类型与引用类型的选择
• 拆装箱
• 如何避免拆装箱

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.Net框架最主要的两个组成部分是CLR和框架类库（FCL），而CLR最主要的两个组成部分部分是CTS（公共类型系统）和CLS（公共语言规范）。简单来讲，CTS就是一种规范，它容许遵照此规范的编程语言能够存在什么类型，每种类型是否能够包含成员、以及能够包含哪些成员。官方给出的CTS做用以下：

• 创建用于跨语言执行的框架。
• 提供面向对象的模型，支持在 .NET 实现上实现各类语言。
• 定义处理类型时全部语言都必须遵照的一组规则。
• 提供包含应用程序开发中使用的基本基元数据类型（如 Boolean、Byte、Char 等）的库。

故，C#中的值类型与引用类型就遵循此规范。

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定义

• C# 中的数据类型能够简单的分为值类型（结构、枚举）和引用类型（类、接口、字符串、数组、委托、指针）。
  • 值类型变量或常量的内容仅仅是一个值，例如整数int，小数float/double，布尔值等，换句话说就是，变量引用的位置就是值在内存中的位置。
  • 引用类型比较复杂，它友两部分组成：对象和对象引用。而引用类型的变量中的内容存储的是对‘数据’存储位置的引用，不是直接存储‘数据’。
• 存储开销：
  • 值类型所占内存大小就是存储字段所需内存。例如Book所需内存就是price、title、author内存的和。
  • 引用类型要求为引用和对象单独分配存储空间。对象除占用了和字段同样的字节数以外，还须要额外的管理空间开销。

值类型实例的赋值老是会进行实例复制。 引用类型变量的赋值只会复制引用。

查阅https://referencesource.microsoft.com，会发现 数值类型、布尔类型、字符类型 其实都属于Strust类型

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值类型与引用类型的区别

1. 全部值类型都隐式派生自System.ValueType，它是System.Object的子类，该类确保值类型全部的的成员所有分配在栈上。（如下三个除外）
   • 结构体若是含有引用类型成员，该成员会牵扯到堆的分配
   • 静态类型，若是一个变量时静态的，那么，不管她是什么类型，都会分配到加载堆上
   • 局部变量被捕获升级为密封类（闭包中涉及到）
     因此，“值类型都分配在栈上，引用类型都分配在堆上”是不许确的
2. 引用类型初始值为null，值类型初始值为0.
3. 值类型不能被继承，引用类型则能够
4. 值类型的声明周期在其定义域内，离开定义域以后即被销毁，而引用类型没法肯定什么时候被销毁

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装箱与拆箱

装箱与拆箱就是值类型与引用类型之间的转换

装箱过程

int i = 1;
object o = i;
复制代码

1. 在堆中申请内存，内存大小为值类型大小，载加上额外的固定空间（类型对象指针和同步块索引）
2. 将值类型的字段值拷贝到新申请的内存中
3. 返回新引用对象的内存地址

装箱须要比原数据更多的空间， 由于它须要两个引用类型的标准配置：类型对象指针和同步块索引

拆箱过程

int b = (int) o;
复制代码

1. 检查引用类型是否为null,不然抛出NullReferenceException异常。检查对象实例，确保它是给定值类型的一个装箱值。不然抛出InvaildCastException异常。
2. 将该值的实例复制到值类型变量中。

与拆箱比较，装箱的性能消耗更大，由于引用对象的分配更复杂，成本也就更高，值类型分配在堆栈上，分配和释放的效率都很高。