C#中值類型和引用類型解析

在C#中，值類型和引用類型是相當(dāng)重要的兩個(gè)概念，必須在設(shè)計(jì)類型的時(shí)候就決定類型實(shí)例的行為。如果在編寫代碼時(shí)不能理解引用類型和值類型的區(qū)別，那么將會(huì)給代碼帶來不必要的異常。很多人就是因?yàn)闆]有弄清楚這兩個(gè)概念從而在編程過程中遇到了很多問題，在這里博主淺談對值類型和引用類型的認(rèn)識(shí)。

首先從概念上看，值類型直接存儲(chǔ)其值，而引用類型存儲(chǔ)對其值的引用。從而這兩種類型存儲(chǔ)在內(nèi)存的不同地方。

其次從內(nèi)存空間上看，值類型是在棧中操作，而引用類型則在堆中分配存儲(chǔ)單元。

棧在編譯的時(shí)候就分配好內(nèi)存空間，在代碼中有棧的明確定義，而堆是程序運(yùn)行中動(dòng)態(tài)分配的內(nèi)存空間，可以根據(jù)程序的運(yùn)行情況動(dòng)態(tài)地分配內(nèi)存的大小。因此，值類型總是在內(nèi)存中占用一個(gè)預(yù)定義的字節(jié)數(shù)。而引用類型的變量則在棧中分配一個(gè)內(nèi)存空間，這個(gè)內(nèi)存空間包含的是對另一個(gè)內(nèi)存位置的引用，這個(gè)位置是托管堆中的一個(gè)地址，即存放此變量實(shí)際值的地方。

也就是說值類型相當(dāng)于現(xiàn)金，要用就直接用，而引類型相當(dāng)于存折，要用得先去銀行取。

但值類型在棧上分配內(nèi)存，而引用類型在托管堆上分配內(nèi)存，只是一種籠統(tǒng)的說法。下面對其進(jìn)行詳細(xì)描述。

（1）對于值類型的實(shí)例，如果作為方法中的局部變量，則被創(chuàng)建在線程棧上；如果該實(shí)例作為類型的成員，則作為類型成員的一部分，連同其他類型字段存放在托管堆上。

每種值類型均有一個(gè)隱式的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)來初始化該類型的默認(rèn)值。例如：

int i = new int(); 

等價(jià)于：

Int32 i = new Int32(); 

等價(jià)于：

int i = 0; 

等價(jià)于：

Int32 i = 0; 

使用new運(yùn)算符時(shí)，將調(diào)用特定類型的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)并對變量賦以默認(rèn)值。在上例中，默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)將值0賦給了i。

說明：C#的所有值類型均隱式派生自System.ValueType，而System.ValueType直接派生于System.Object。即System.ValueType本身是一個(gè)類類型，而不是值類型。其關(guān)鍵在于ValueType重寫了Equals方法，從而對值類型按照實(shí)例的值來比較，而不是引用地址來比較。

（2）引用類型的實(shí)例創(chuàng)建在托管堆上。

下面以一段代碼來詳細(xì)講解一下值類型與引用類型的區(qū)別

namespace Test 
  { 
      class Program 
      { 
        static void Main(string[] args) 
        { 
       //調(diào)用ReferenceAndValue類中的Demonstration方法 
          ReferenceAndValue.Demonstration(); 
          Console.ReadLine(); 
        } 
      } 
      public class stamp       //定義一個(gè)類 
      { 
        public string Name { get; set; }    //定義引用類型 
        public int Age { get; set; }    //定義值類型 
      } 
      public static class ReferenceAndValue   //定義一個(gè)靜態(tài)類 
      { 
        public static void Demonstration()   //定義一個(gè)靜態(tài)方法 
        { 
          stamp Stamp_1 = new stamp { Name = "Premiere", Age = 25 }; //實(shí)例化 
          stamp Stamp_2 = new stamp { Name = "Again", Age = 47 }; //實(shí)例化 
          int age = Stamp_1.Age;     //獲取值類型Age的值 
          Stamp_1.Age = 22;     //修改值類型的值 
          stamp guru = Stamp_2;     //獲取Stamp_2中的值 
          Stamp_2.Name = "Again Amend";   //修改引用的Name值 
          Console.WriteLine("Stamp_1's age:{0}", Stamp_1.Age); //顯示Stamp_1中的Age值 
          Console.WriteLine("age's value:{0}", age); //顯示age值 
          Console.WriteLine("Stamp_2's name:{0}", Stamp_2.Name); //顯示Stamp_2中的Name值 
          Console.WriteLine("guru's name:{0}", guru.Name); //顯示guru中的Name值 
        } 
    } 
  }

通過運(yùn)行上面一段程序之后我們可以看出，當(dāng)改變了Stamp_1.Age的值時(shí)，age并沒有跟著變，但在改變了anders.Name的值后，guru.Name卻跟著變了，這就是值類型和引用類型的區(qū)別。在聲明age值類型變量時(shí)，將 Stamp_1.Age的值賦給它，這時(shí)，編譯器在棧上分配了一塊空間，然后把Stamp_1.Age的值填進(jìn)去，二者沒有任何關(guān)聯(lián)，就像在計(jì)算機(jī)中復(fù)制文件一樣，只是把Stamp_1.Age的值拷貝給age了。而引用類型則不同，在聲明guru時(shí)把Stamp_2賦給它，前面說過，引用類型包含的只是堆上數(shù)據(jù)區(qū)域地址的引用，其實(shí)就是把Stamp_2的引用也賦給guru，因此它們指向了同一塊內(nèi)存區(qū)域。既然是指向同一塊區(qū)域，不管修改誰，另一個(gè)的值都會(huì)跟著改變，就像信用卡跟親情卡一樣，用親情卡取了錢，與之關(guān)聯(lián)的信用卡賬上也會(huì)跟著發(fā)生變化。

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