细说C#中的值类型和引用类型

 概说：

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1.值类型变量中直接储存变量的值，值类型的实例在内存中的储存位置叫栈（stack）。性能很好，值类型只限于存在很小一块的数据（所以的值类型必须小于16字节）
2.引用类型将其数据的地址保存在堆栈中，地址所指向的实际数据，保存在称为堆（heap）的内存区域中。

对于堆和栈：

栈（操作系统）：由编译器自动分配释放 ，存放函数的参数值，局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈

堆（操作系统）： 一般由程序员分配释放， 若程序员不释放，程序结束时可能由OS回收，分配方式倒是类似于链表。

堆（数据结构）：堆可以被看成是一棵树，如：堆排序

栈（数据结构）：一种后进先出的的数据结构

下面是堆栈的分布：

栈：栈作为一种数据结构，是一种只能在一端进行插入和删除操作的特殊线性表

堆栈可以从下面几部分区别：

1.申请方式：

stack:

由系统自动分配。 例如，声明在函数中一个局部变量 int b; 系统自动在栈中为b开辟空间

heap:

需要程序员自己申请，并指明大小，在c中malloc函数

2.申请效率的比较：

栈由系统自动分配，速度较快。但程序员是无法控制的。

堆是由new分配的内存，一般速度比较慢，而且容易产生内存碎片,不过用起来最方便.

 

3.申请大小的限制：

栈：在Windows下,栈是向低地址扩展的数据结构，是一块连续的内存的区域。这句话的意思是栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的，在 WINDOWS下，栈的大小是2M（也有的说是1M，总之是一个编译时就确定的常数），如果申请的空间超过栈的剩余空间时，将提示overflow。因此，能从栈获得的空间较小。

堆：堆是向高地址扩展的数据结构，是不连续的内存区域。这是由于系统是用链表来存储的空闲内存地址的，自然是不连续的，而链表的遍历方向是由低地址向高地址。堆的大小受限于计算机系统中有效的虚拟内存。由此可见，堆获得的空间比较灵活，也比较大。

 

堆和栈的区别可以用如下的比喻来看出：

使用栈就象我们去饭馆里吃饭，只管点菜（发出申请）、付钱、和吃（使用），吃饱了就走，不必理会切菜、洗菜等准备工作和洗碗、刷锅等扫尾工作，他的好处是快捷，但是自由度小。

使用堆就象是自己动手做喜欢吃的菜肴，比较麻烦，但是比较符合自己的口味，而且自由度大

细说：

C#的值类型包括：结构体（数值类型，bool型，用户定义的结构体），枚举，可空类型。

C#的引用类型包括：数组，用户定义的类、接口、委托，object，字符串。

数组的元素，不管是引用类型还是值类型，都存储在托管堆上。

引用类型在栈中存储一个引用，其实际的存储位置位于托管堆。

值类型总是分配在它声明的地方：作为字段时，跟随其所属的变量（实例）存储；作为局部变量时，存储在栈上。

值类型在内存管理方面具有更好的效率，并且不支持多态，适合用作存储数据的载体；引用类型支持多态，适合用于定义应用程序的行为。

下面看一个例子：

using System;

namespace TestValve
{
    class MainClass
    {
        class Number1            //类类型属于引用类型
        {
            public int val;
            public Number1(int _val)
            {val=_val;}
            public override string ToString ()
            {
                return val.ToString ();
            }
        }

        struct Number2            //结构类型属于值类型
        {
            public int val;
            public Number2(int _val)
            {val=_val;}
            public override string ToString ()
            {
                return val.ToString ();
            }
        }

        public static void Main (string[] args)
        {
            Number1 n1 = new Number1 (0);    //类类型的实例化
            Number1 n2 = n1;
            n1.val += 1;
            n2.val += 2;
            Console.WriteLine ("n1={0},n2={1}",n1,n2);

            Number2 n3 = new Number2 (0);    //结构类型的实例化
            Number2 n4 = n3;
            n3.val += 1;
            n4.val += 2;
            Console.WriteLine ("n3={0},n4={1}", n3, n4);
            Console.ReadKey ();
        }
    }
}

输出结果：

“n3=1，n4=2”,因为结构式值类型，将一个值类型对象赋值给一个另一个变量将会创建两个不同的实例对象，所以一个对象的改变不会影响到另一个对象，因为他们是两个不同的对象，各有各的存储位置。

“n1=3，n2=3”,因为类是引用类型，当修改一个引用类型变量的时候，你修改的是这个引用所指向的数据，所有指向同一个数据的引用，都会反应这样的修改结果。引用类型的赋值其实是把地址赋给一个引用类型变量，这两个变量都指向相同的地址单元，所有两个引用类型之间会相互影响。