C#基础实践:引用与值类型

     引用类型和值类型

      一、引用类型

      表示引用类型的关键字有三大类：class,interface，delegate。 当然，还有一种引用就是基于泛型的定义，不过其基础还是前面三种基本的类型。引用在我的理解中其实就是，基于地址的访问，地址就就需要向系统申请空间，然后指向定所分配空间的开始点，所以就有了class，delagate这两种类型的变量在使用前需要使用关键字new申请空间，然后通过该变量访问对象的数据，方法。而接口呢，需要类实现才能引用，其实，这个过程可以简单的理解成：接口就是方法的格式申明或者定义，而类实现的时候就相当于把接口中的申明的方法进行个性化实现，然后通过类的实例访问，或者转化成接口，通过接口访问，这样看来，接口与类多么的相似：对应的变量都是通过引用的方式在工作。又有点不同：类可以选择性地实现方法，同时实例化后可以通过引用访问方法，存储数据，而接口依赖类实现方法，且不能存储数据。

      接口依赖于类？这个多少让人不爽：如果接口的方法通过类的静态方式实现岂不是不依赖与类的实例(虽然要依赖于类的实现)，这样两者都是一种申明而已。在动手实现之前，我突然想到，在pascal里面，是否标记为类方法（类似于C#中的静态方法，当然方法中不能访问类中定义的变量），不创建实例也可以访问的，那C#呢？

1 托管代码的方法地址测试：

1.1 定义

1.2 调用

1.3 结果

测试1 结果很明显:对于托管代码，即使方法也需要有效实例来调用，这个跟非托管的pascal不一样。C#大概有两种存储区域：栈和托管堆。

2 测试尝试静态方法实现接口，绕开类实例

2.1 定义

刚刚编译了一下，编译器已经出现了不爽的波浪线了。

测试1,和测试2说明了C#编译器的规则：1）在托管环境下，类的数据，非静态方法必须实例化对象，然后按“名”索骥  2）接口就是类的附庸，否则谁也别想用，在类实例中找到接口的地址，访问名访问方法，而方法是在类中实现的 3）重要推论：普通类方法（类中定义的非静态，非抽象方法，接口中定义的方法）的地址依赖于调用者的申请，任何类不能以静态方法的方式实现接口方法（一个更简单，明了的说法就是接口方法定义没有static这个关键字，实现类中也不能改变方法的签名），这样的话就违背了前面的结论，这个很重要，用一个简单的图表示如下：

二、值类型

     值类型的关键字，我目前知道的也就只有struct，当重写ToString方法的时候，在Base关键字上F12，弹出的是ValueType.但是值类型，是以关键字struct的形式声明的，所以，值类型和引用在使用上有区别(值类型默认的存储空间是在栈上的，由编译器自动管理，而引用类型的则是要显式的调用new，在托管对上申请空间才能使用)，但是两者显然有天然的联系，这个发生联系的地方就是装箱和拆箱机制。valuetype是个抽象类，但是申明了常量接口，值类型的子类重写了这些方法，其变量调用就不会出现装箱，这里面最常见的一个方法就是ToString().所以，值类型变量进行调用ToString就不会出现装箱的问题

    值类型的内容是存储在栈空间上面的，变量直接指向内容，但是值类型在实现的时候可以实现一些接口！从前面的分析可以知道，接口方法的访问是需要明确的引用的，所以,由值变量转化成其实现的接口变量时，肯定会发生装箱的。先看看Int32的实现声明:

当把一个值类型的变量强制转换成其支持的一个接口时，就会发生一个装箱的操作，类似下面

到这里，我突然有个疑问：如果我再进行一次转换赋值会出现怎样的结果呢？已经装箱过一次，是不是编译器会从之前的那个装箱引用会复用吗？写个简单的代码测试了下：

结果会怎样呢？

结果很明显的说明了一个问题，直接的转换是每次都会装箱的，如果直接将一个值变量转换成一个引用类型变量，这个装箱的地址我们是知道的，然后就可以按“名”索骥了，这样做的实质是装箱，那我突然想，值类型不是都有一个默认的无参构造函数吗，那我直接new一个，是不是就到托管堆上了？

针对这个结论，我想大概是这样，值类型有一个无参的构造函数，你调用与不调用，编译器都会执行类似的“优化”操作，将在栈上申请一块类型大小的空间存储其内容。至于有构造函数，我想这个也不难解释，值类型和引用类型的基类都是object.对象天然有构造函数。

但是，我试着改变了代码，将类型转化成 object int32val = New Int32();结果：

输出的结果：

结论就是：不同的值对应不同的引用（赋值未32之后，两个引用已经不一样），但是值未改变引用一直有效（获取接口的时候，由于引用类型的变量，在更新值的时候，完成了一次拆箱赋值，再装箱的过程，所以，看到后面取接口都是一次装箱），另外就是，每次装箱都是独立的，而装箱本身只是针对值类型来说的。

增加一点说明：为什么泛型类或者泛型方法中，值类型的变量无法进行==运算？值类型的成员类型，数量不定，根本没法比较，就算是相同类型，中间存在浮点数类型的变量也是无法进行比较的。而引用类型的可以呢？引用说白了就是就是一个地址的比较，默认空引用为null，任何值比Null大，还有就是地址本身就是一个整形数值，所以可以比较。