實際舉例C#引用類型和值類型的區別
我們都知道,c#的兩大數據類型分別爲值類型和引用類型。很多人或許閉着眼睛都能說出值類型包括簡單類型、結構體類型和枚舉類型,引用類型包括自定義類、數組、接口、委託等,但是當被問及到二者之間的聯繫和區別,什麼時候用struct什麼時候用class時,就常常混淆不清了。爲此,瞭解值類型和引用類型的本質差異就變的很有必要了。
· 值類型直接存儲其值,變量本身就包含了其實例數據,而引用類型保存的只是實例數據的內存引用。因此,一個值類型變量就永遠不會影響到其他的值類型變量,而兩個引用類型變量則很有可能指向同一地址,從而發生相互影響。
· 從內存分配上來看,值類型通常分配在線程的堆棧上,作用域結束時,所佔空間自行釋放,效率高,無需進行地址轉換,而引用類型通常分配在託管堆上,由GC來控制其回收,需要進行地址轉換,效率降低,這也正是c#需要定義兩種數據類型的原因之一。
· 值類型均隱式派生自System.ValueType,而System.ValueType又直接派生於System.Object,每種值類型均有一個隱式的默認構造函數來初始化該類型的默認值,注意所有的值類型都是密封(sealed)的,所以無法派生出新的值類型。而且System.ValueType本身是一個類類型,而不是值類型,因爲它重寫了object的Equals()方法,所以對值類型將按照實例的值來比較,而不是比較引用地址。
· C# 的統一類型系統,使得值類型可以轉化爲對象來處理,這就是常說的裝箱和拆箱。由於裝拆箱需要裝建全新對象或做強制類型轉換,這些操作所需時間和運算要遠遠大於賦值操作,因此不提倡使用它,同時也要儘量避免隱式裝拆箱的發生。
注:棧是操作系統分配的一個連續的內存區域,用於快速訪問數據。因爲值類型的容量是已知的,因此它可存儲在棧上。而託管堆是CLR在應用程序啓動時爲應用程序預留的一塊連續內存區,是用於動態內存分配的內存區,引用類型的容量只有到運行時才能確定,所有用堆來存儲引用類型。
C#的兩種數據類型延伸之一--嵌套類型的內存分配
對於引用類型嵌套值類型,以及值類型嵌套引用類型的情況下,內存分配可以根據以下兩條規律來判斷:
• 引用類型始終部署在託管堆上;
• 值類型總是分配在它聲明的地方:作爲字段時,跟隨其所屬的對象存儲;作爲局部變量時,存儲在棧上。
C#的兩種數據類型延伸之二--string類型
string是一個很有意思的引用類型,爲什麼說它很有意思呢?因爲它表現了很多值類型的特點。請看一下代碼示例:
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的輸出結果是abc,改變str1的值對str2沒有影響。
示例2的輸出結果是True。
這樣的結果會使我們誤以爲string就是值類型。其實不然,示例1中str1 ="123"語句編譯器私底下創建了一個新的字符串對象來保存新的字符序列"123",也就是此str1已非彼str1了,“此”str1的值的改變也就不能影響“彼”str1的值了,當然str2的值也就不會改變了。實質上str1= "123"是str1=new string("123")的簡寫,它的每一次賦值都會拋掉原來的對象而生成一個新的字符串對象,分配新的內存空間,因此string是不可改變的。如果要創建可修改的字符串,可使用stringbuilder以獲得更好的性能。至於示例2是因爲爲了方便比較字符串的值重定義了string的運算符==和 !=。
C#的兩種數據類型延伸之三--struct和class
class和struct的語法基本相同,從聲明到使用,都很相似。但是struct的約束要比class多,理論上,struct能做到的class都能做到,但class能做到的stuct卻不一定做的到,也就是說struct都能被class所代替。那麼爲什麼還要使用struct呢?存在即是合理的,struct在很多方面有着性能優勢。讓我們看看它們的主要區別在哪裏?
- 數據類型不一樣,struct是值類型,class是引用類型,因此它們具有所有值類型和引用類型之間的差異。由於堆棧的執行效率要比堆的執行效率高,但是堆棧資源卻很有限,不適合處理邏輯複雜的大對象,因此struct常用來處理作爲基類型對待的小對象,而class來處理某個商業邏輯。
- 從繼承性來看,struct既不能繼承也不能被繼承,但是可以實現接口,而Class就可以完全擴展了。
- 內部結構有區別,struct只能添加帶參的構造函數,不能使用abstract和protected等修飾符,不能初始化實例字段,但是值得注意的是,struct可以重寫System.Object的3個虛方法,Equals()、ToString()和GetHashTable(),Class沒有這些限制。
比較struct和class的不同,可以得出以下幾條struct和class的使用原則:
1 在表示諸如點、矩形等主要用來存儲數據的輕量級對象時,首選struct。
2 在表示數據量大、邏輯複雜的大對象時,首選class。
3 在表現抽象和多級別的對象層次時,class是最佳選擇