值类型和引用类型区别

来源：互联网发布：c语言后缀表达式求值编辑：程序博客网时间：2024/06/05 20:49

3.1.3 值类型和引用类型的区别 37

· 值类型和引用类型的基本概念
· 值类型和引用类型的内存分配
· 值类型的基类
  分析问题
所有.NET的类型都可以分为两类：值类型和引用类型。最简单也最明确的一个区分标准是：所有的值类型都继承自System.ValueType（System.ValueType继承自System.Object），也就是说，所有继承自System.ValueType的类型都是值类型，而其他类型都是引用类型。常用的值类型包括结构、枚举、整数型、浮点型、布尔型等，而在C#中所有以class关键字定义的类型都是引用类型。
严格来说，System.Object作为所有内建类型的基类，本身并没有值类型和引用类型之分。但是System.Object的对象，具有引用类型的特点。这也是值类型在有些场合需要装箱拆箱操作的原因。
1．赋值时的区别
引用类型和值类型最显著的一个区别在于变量的赋值问题。值类型的变量将直接获得一个真实的数据副本，而对引用类型的赋值仅仅是把对象的引用赋给变量，这样就可能导致多个变量引用到一个实际对象实例上。
来看一段简单的示例：代码3-2。首先为了测试建立一个简单的引用类型和一个简单的值类型。
代码3-2  值类型引用类型赋值：ValueRef.cs
/// <summary>
/// 一个简单的引用类型
/// </summary>
public class Ref
{
      private int _int;
      public Ref(int i)
      {
         _int = i;
      }
      public int I
      {
         get
         {
            return _int;
         }
         set
         {
            _int = value;
         }
      }
      public override string ToString()
      {
         return "I 的值为："+ _int.ToString();
      }
}
/// <summary>
/// 一个简单的值类型
/// </summary>
public struct Val
{
      private int _int;
      public Val(int i)
      {
         _int = i;
      }
      public int I
      {
         get
         {
            return _int;
         }
         set
         {
            _int = value;
         }
      }
      public override string ToString()
      {
         return "I 的值为："+ _int.ToString();
      }
}
随后编写main方法，测试对值类型和引用类型对象进行赋值的不同结果，如代码3-3所示。
代码3-3  值类型引用类型赋值：ValueRef.cs
public class ValueRef
{
      static void Main(string[] args)
      {
         //测试引用类型的赋值
         Ref ref1 = new Ref(1);
         Ref ref2 = ref1;
         ref2.I = 2;
         //测死值类型的赋值
         Val val1 = new Val(1);
         Val val2 = val1;
         val2.I = (2);
         //输出
         Console.WriteLine("ref1 " + ref1);
         Console.WriteLine("ref2 " + ref2);
         Console.WriteLine("val1 " + val1);
         Console.WriteLine("val2 " + val2);
         Console.Read();
      }
}
简单分析一下代码3-2和代码3-3，程序定义了一个引用类型Ref和一个值类型Val，两者的内容几乎完全相同。在main方法中，分别测试了引用类型和值类型的赋值。当代码把一个引用类型变量赋值给另一个引用变量：Ref ref2=ref1时，实际上把ref1的对象引用赋给了ref2，这样，两个引用变量实际指向了同一个对象。而值类型的赋值则不同，val1和val2 都保留了属于自己的数据副本，所以当val2改变时，val1不受到影响。以下是代码3-2和代码3-3的输出结果：
ref1 I 的值为：2
ref2 I 的值为：2
val1 I 的值为：1
val2 I 的值为：2
2．内存分配的区别
除了赋值的区别，引用类型和值类型在内存的分配位置上也有区别。引用类型的对象将会在堆上分配内存，而值类型的对象则会在堆栈上分配内存。堆栈的空间相对有限，但运行效率却比堆高得多，关于堆和堆栈的特点，将在本章的后续章节中有详细的说明。
3．来自继承结构的区别
最后，由于所有的值类型都有一个共同的基类：System.ValueType，所以值类型拥有一些引用类型不具有的共同性质，较重要的一点是值类型的比较方法：Equals方法的实现有了改变。在前文中笔者已经谈到，所有的值类型已经实现了内容的比较，而引用类型在没有重写Equals方法的情况下，仍然采用引用比较。代码3-4展示了这个特性，代码3-4仍然使用了代码3-2中建立的值类型和引用类型，这里不再重复列出这两个类型的定义。
代码3-4  值类型引用类型比较：ValueRefEquals.cs
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
namespace NET.MST.Third.ValueRefEquals
{
public class ValueRefEquals
{
      static void Main(string[] args)
      {
         //引用类型
         Ref ref1 = new Ref(1);
         Ref ref2 = new Ref(1);
         //值类型 struct类型
         Val val1 = new Val(1);
         Val val2 = new Val(1);
         //输出
         Console.WriteLine(ref1.Equals(ref2));
         Console.WriteLine(val1.Equals(val2));
         Console.Read();
      }
}
}
在main方法中，分别申明了一对内容完全相同的值类型对象和引用类型对象，调用Equals方法来比较，发现值类型对象比较返回true，而引用类型对象比较返回false。以下是代码3-4的执行结果：
False
True
  答案
所有继承自System.ValueType的类型都是值类型，而其他类型都是引用类型。值类型的赋值会产生一个新的数据副本，所以每个值类型都拥有一个数据副本，而引用类型的赋值则是赋值引用。值类型的对象分配在堆栈上，而引用类型的对象分配在堆上。当比较两个值类型时，进行的是内容比较，而比较两个引用类型时，进行的是引用比较。
笔者这里列举的，仅仅是值类型和引用类型的一些主要区别，通过这些本质区别，可以产生更多的细节区别，有兴趣的读者可以自己总结整理。

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