实际举例C#引用类型和值类型的区别<网摘>
我们都知道,c#的两大数据类型分别为值类型和引用类型。很多人或许闭着眼睛都能说出值类型包括简单类型、结构体类型和枚举类型,引用类型包括自定义类、数组、接口、委托等,但是当被问及到二者之间的联系和区别,什么时候用struct什么时候用class时,就常常混淆不清了。为此,了解值类型和引用类型的本质差异就变的很有必要了。
- 值类型直接存储其值,变量本身就包含了其实例数据,而引用类型保存的只是实例数据的内存引用。因此,一个值类型变量就永远不会影响到其他的值类型变量,而两个引用类型变量则很有可能指向同一地址,从而发生相互影响。
- 从内存分配上来看,值类型通常分配在线程的堆栈上,作用域结束时,所占空间自行释放,效率高,无需进行地址转换,而引用类型通常分配在托管堆上,由GC来控制其回收,需要进行地址转换,效率降低,这也正是c#需要定义两种数据类型的原因之一。
- 值类型均隐式派生自System.ValueType,而System.ValueType又直接派生于System.Object,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,注意所有的值类型都是密封(sealed)的,所以无法派生出新的值类型。而且System.ValueType本身是一个类类型,而不是值类型,因为它重写了object的Equals()方法,所以对值类型将按照实例的值来比较,而不是比较引用地址。
- C# 的统一类型系统,使得值类型可以转化为对象来处理,这就是常说的装箱和拆箱。由于装拆箱需要装建全新对象或做强制类型转换,这些操作所需时间和运算要远远大于赋值操作,因此不提倡使用它,同时也要尽量避免隐式装拆箱的发生。
注:栈是操作系统分配的一个连续的内存区域,用于快速访问数据。因为值类型的容量是已知的,因此它可存储在栈上。而托管堆是CLR在应用程序启动时为应用程序预留的一块连续内存区,是用于动态内存分配的内存区,引用类型的容量只有到运行时才能确定,所有用堆来存储引用类型。
C#的两种数据类型延伸之一--嵌套类型的内存分配
对于引用类型嵌套值类型,以及值类型嵌套引用类型的情况下,内存分配可以根据以下两条规律来判断:
• 引用类型始终部署在托管堆上;
• 值类型总是分配在它声明的地方:作为字段时,跟随其所属的对象存储;作为局部变量时,存储在 栈上。
C#的两种数据类型延伸之二--string类型
string是一个很有意思的引用类型,为什么说它很有意思呢?因为它表现了很多值类型的特点。请看一下代码示例:
示例1
string str1 = "abc";
string str2 = str1;
str1 = "123";
Console.WriteLine(str2);
示例2(msdn上的例子)
string a = "hello";
string b = "h";
// Append to contents of 'b'
b += "ello";
Console.WriteLine(a == b);
示例1的输出结果是abc,改变str1的值对str2没有影响。
示例2的输出结果是True。
这样的结果会使我们误以为string就是值类型。其实不然,示例1中str1 = "123"语句编译器私底下创建了一个新的字符串对象来保存新的字符序列"123",也就是此str1已非彼str1了,“此”str1的值的改变也就不能影响“彼”str1的值了,当然str2的值也就不会改变了。实质上str1 = "123"是str1=new string("123")的简写,它的每一次赋值都会抛掉原来的对象而生成一个新的字符串对象,分配新的内存空间,因此string是不可改变的。如果要创建可修改的字符串,可使用stringbuilder以获得更好的性能。至于示例2是因为为了方便比较字符串的值重定义了string的运算符== 和 !=。
C#的两种数据类型延伸之三--struct和class
class和struct的语法基本相同,从声明到使用,都很相似。但是struct的约束要比class多,理论上,struct能做到的class都能做到,但class能做到的stuct却不一定做的到,也就是说struct都能被class所代替。那么为什么还要使用struct呢?存在即是合理的,struct在很多方面有着性能优势。让我们看看它们的主要区别在哪里?
- 数据类型不一样,struct是值类型,class是引用类型,因此它们具有所有值类型和引用类型之间的差异。由于堆栈的执行效率要比堆的执行效率高,但是堆栈资源却很有限,不适合处理逻辑复杂的大对象,因此struct常用来处理作为基类型对待的小对象,而class来处理某个商业逻辑。
- 从继承性来看,struct既不能继承也不能被继承,但是可以实现接口,而Class就可以完全扩展了。
- 内部结构有区别,struct只能添加带参的构造函数,不能使用abstract和protected等修饰符,不能初始化实例字段,但是值得注意的是,struct可以重写System.Object的3个虚方法,Equals()、ToString()和GetHashTable(),Class没有这些限制。
比较struct和class的不同,可以得出以下几条struct和class的使用原则:
1 在表示诸如点、矩形等主要用来存储数据的轻量级对象时,首选struct。
2 在表示数据量大、逻辑复杂的大对象时,首选class。
3 在表现抽象和多级别的对象层次时,class是最佳选择
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