值型別和引用型別

clr支援兩種型別：值型別和引用型別。用jeffrey richter（《clr via c#》作者）的話來說，「不理解引用型別和值型別區別的程式設計師將會把**引入詭異的陷阱和諸多效能問題」。這就要求我們正確理解和使用值型別和引用型別。

一、概念

1. 值型別：資料儲存在記憶體的堆疊中，從堆疊中可以快速地訪問這些資料，因此，值型別表示實際的資料。

2. 引用型別：表示指向儲存在記憶體堆中的資料的指標或引用（包括類、介面、陣列和字串）。

二、區別：

基本區別在於它們在記憶體中的儲存方式。值型別只將值存放在記憶體中，這些值型別都儲存在堆疊中。原始資料型別（如bool和int）都屬於此型別。而引用型別的記憶體單元中只存放記憶體堆中物件的位址，而物件本身放在記憶體堆中。如果引用的值型別的值是null，則表示未引用任何物件。

值型別包括c#的基本型別（用關鍵字int、char、float等來宣告），結構（用struct關鍵字宣告的型別），列舉（用enum關鍵字宣告的型別）；而引用型別包括類（用class關鍵字宣告的型別）和委託（用delegate關鍵字宣告的特殊類）。

1. 在c#中，變數是值還是引用僅取決於其基本資料型別。

c#的基本資料型別都與平台無關。c#的預定義型別並沒有內置於語言中，而是內置於.net framework中。.net使用通用型別系統（cts）定義可以在中間語言（il）中使用的預定義資料型別。c#中所有的資料型別都是物件。它們可以有方法、屬性等。例如，在c#中宣告乙個int變數時，宣告實際上是cts（通用型別系統）中system.int32的乙個例項：

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

2. system.object和system.valuetype。

引用型別和值型別都繼承自system.object類。不同的是，幾乎所有的引用型別都直接從system.object繼承，而值型別則繼承其子類，即直接繼承system.valuetype。作為所有型別的基類，system.object提供了一組方法，這些方法在所有型別中都能找到。其中包含tostring方法及clone等方法。system.valuetype繼承system.object。它沒有新增任何成員，但覆蓋了所繼承的一些方法，使其更適合於值型別。

3. 值型別。

c#的所有值型別均隱式派生自system.valuetype：

結構體：struct（直接派生於system.valuetype）。

數值型別：整型，sbyte（system.sbyte的別名），short（system.int16），int（system.int32），long（system.int64），byte（system.byte），ushort（system.uint16），uint（system.uint32），ulong（system.uint64），char（system.char）。

浮點型：float（system.single），double（system.double）。

用於財務計算的高精度decimal型：decimal（system.decimal）。

bool型：bool（system.boolean的別名）。

使用者定義的結構體（派生於system.valuetype）。

列舉：enum（派生於system.enum）。

可空型別。

每種值型別均有乙個隱式的預設建構函式來初始化該型別的預設值。例如：

int i = 0;

等價於：

int i = new int();

使用new運算子時，將呼叫特定型別的預設建構函式並對變數賦予預設值。在上例中，預設建構函式將值0賦給了i。

所有的值型別都是密封（seal）的，所以無法派生出新的值型別。

值得注意的是，system.valuetype直接派生於system.object。即system.valuetype本身是乙個類型別，而不是值型別。其關鍵在於valuetype重寫了equals()方法，從而對值型別按照例項的值來比較，而不是引用位址來比較。可以用type.isvaluetype屬性來判斷乙個型別是否為值型別：

testtype testtype = new testtype ();
if (testtypetype.gettype().isvaluetype)
is value type.", testtype.tostring());
}

4. 引用型別

陣列（派生於system.array）

使用者需定義以下型別。

類：class（派生於system.object）；

介面：inte***ce（介面不是乙個「東西」，所以不存在派生於何處的問題。介面只是表示一種contract約定[contract]）。

委託：delegate（派生於system.delegate）。

object（system.object的別名）；

字串：string（system.string的別名）。

可以看出：

引用型別與值型別相同的是，結構體也可以實現介面；引用型別可以派生出新的型別，而值型別不能；引用型別可以包含null值，值型別不能；引用型別變數的賦值只複製物件的引用，而不複製物件本身。而將乙個值型別變數賦給另乙個值型別變數時，將複製包含的值。

5. 記憶體分配。

值型別的例項經常會儲存在棧上的。但是也有特殊情況。如果某個類的例項有個值型別的字段，那麼實際上該字段會和類例項儲存在同乙個地方，即堆中。不過引用型別的物件總是儲存在堆中。如果乙個結構的字段是引用型別，那麼只有引用本身是和結構例項儲存在一起的（在棧或堆上，視情況而定）。如下例所示：

public struct valuetypestruct
}valuetypestruct valuetypestructinstance = new valuetypestruct();
valuetypestructinstance.method();
//referencetypeobject 和 referencetypelocalvariable 都在哪存放?

單看valuetypestructinstance，這是乙個結構體例項，感覺似乎是整塊都在棧上。但是欄位referencetypeobject是引用型別，區域性變數referencetypelocalvarible也是引用型別。

public class referencetypeclass
public void method()
}referencetypeclass referencetypeclassinstance = new referencetypeclass();
// _valuetypefield在哪存放?
referencetypeclassinstance.method();
// valuetypelocalvariable在哪存放?

referencetypeclassinstance也有同樣的問題，referencetypeclassinstance本身是引用型別，似乎應該整塊部署在託管堆上。但字段_valuetypefield是值型別，區域性變數valuetypelocalvariable也是值型別，它們究竟是在棧上還是在託管堆上？

對上面的情況正確的分析是：引用型別在棧中儲存乙個引用，其實際的儲存位置位於託管堆。為了方便，簡稱引用型別部署在託管堆上。值型別總是分配在它宣告的地方，作為欄位時，跟隨其所屬的變數（例項）儲存；作為區域性變數時，儲存在棧上。

6. 辨明值型別和引用型別的使用場合。

在c#中，我們用struct/class來宣告乙個型別為值型別/引用型別。考慮下面的例子：

sometype onetypes = new sometype[100];

如果sometype是值型別，則只需要一次分配，大小為sometype的100倍。而如果sometype是引用型別，剛開始需要100次分配，分配後陣列的各元素值為null，然後再初始化100個元素，結果總共需要進行101次分配。這將消耗更多的時間，造成更多的記憶體碎片。所以，如果型別的職責主要是儲存資料，值型別比較合適。

一般來說，值型別（不支援多型）適合儲存供 c#應用程式操作的資料，而引用型別（支援多型）應該用於定義應用程式的行為。通常我們建立的引用型別總是多於值型別。如果滿足下面情況，那麼我們就應該建立為值型別：

該型別的主要職責用於資料儲存。

該型別的共有介面完全由一些資料成員訪問屬性定義。

該型別永遠不可能有子類。

該型別不具有多型行為。

答案：在c#中，變數是值還是引用僅取決於其資料型別。

c#的值型別包括：結構體（數值型別、bool型、使用者定義的結構體），列舉，可空型別。

c#的引用型別包括：陣列，使用者定義的類、介面、委託，object，字串。陣列的元素，不管是引用型別還是值型別，都儲存在託管堆上。

引用型別在棧中儲存乙個引用，其實際的儲存位置位於託管堆。簡稱引用型別部署在託管推上。值型別總是分配在它宣告的地方：作為欄位時，跟隨其所屬的變數（例項）儲存；作為區域性變數時，儲存在棧上。值型別在記憶體管理方面具有更好的效率，並且不支援多型，適合用做儲存資料的載體；引用型別支援多型，適合用於定義應用程式的行為。

值型別和引用型別

引用型別和值型別

引用型別和值型別

值型別和引用型別

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