C# 2010 从入门到精通 学习笔记7 第8章 理解值和引用

C# 2010 从入门到精通 学习笔记7 第8章 理解值和引用

本章内容

1. 理解值类型和引用类型的区别
2. 使用 ref 和 out 关键字，修改方法的参数传递方式
3. 对一个 object 类型的变量进行初始化或赋值，从而对一个值进行装箱
4. 对引用了已装箱(boxed)值的对象引用进行强制类型转换，从而对值进行拆箱(unbox)

8.1 复制值类型的变量和类

所有基本数据类型(如 int，float，double 和 char)统称为值类型（value type）。将一个变量声明为一个值类型时，编译器将生成代码来分配足以容纳这种值的一个内存块。

类类型（比如第 7 章讲述的 Circle 类）则有不同的处理方式。类是引用类型（reference type）的一个例子。在引用类型中，容纳的只是对内存块的引用。

注意：除了 string 类型是引用类型，C#语言的大多数基本数据类型都是值类型。本章中，对类这样的引用类型的描述同样适用于 string 类型。事实上，C#语言中，string关键字只是 System.String 类的一个别名。

parameter 和 argument 一般不加以区别。但在必要的时候，会将 argument 译成“实参”，表示它是实际传入的参数值；parameter 则会译成“参数”或“形参”，表明它只是实际参数的一个“占位符”

8.2 理解 null 值和可空值

应该尽量在声明一个变量的同时对它进行初始化。

C#允许将 null 值赋给任意引用变量。值为 null 的变量表明该变量不引用内存中的任何对象。

8.2.1 使用可空类型

利用 C#定义的一个修饰符，可以将一个变量声明为一个可空（nullable）的值类型。可空的值类型在行为上与普通的值类型相似，但你可以将一个 null 值赋给它。我们用一个问号（?）来指明一个值类型是可空的。

8.2.2 理解可为空类型的属性

可空类型对外揭示了两个属性。其中，HasValue 属性指出一个可空类型是包含一个真正的值，还是包含 null。如果包含一个真正的值，可以利用 Value 属性来获取这个值。

注意：可空类型的 Value 属性是只读的。可以利用这个属性来读取一个变量的值，但不能修改它。为了更改一个可空变量的值，请使用普通的赋值语句。

8.3 使用 ref 和 out 参数

通常，在向方法传递一个实参时，对应的参数（形参）会用实参的一个副本来初始化。随便在方法内部进行什么修改，都不会影响作为参数来传递的一个变量的原始的值。

8.3.1 创建 ref 参数

如果为一个参数(形参)附加了 ref 关键字作为前缀，该参数就会成为实参的一个别名(或者对实参的一个引用)，而不再是实参的一个副本。使用 ref 参数时，向参数应用的任何操作，都会同样应用于实参，因为参数(形参)和实参引用的是同一个对象。向一个 ref 参数传递一个实参时，实参也必须附加 ref 关键字作为前缀。这个语法明确告知用户：实参可能发生改变。

8.3.2 创建 out 参数

你可能希望由方法本身来初始化参数，所以希望向其传递一个未初始化的实参。

out 关键字与 ref 关键字非常相似。可以为参数（形参）附加 out 前缀，使参数成为实参的一个别名。和使用 ref 一样，向参数应用的任何操作都会同时应用于实参。为 out 参数
传递一个实参时，实参也必须附加 out 关键字作为前缀。

关键字 out 是 output（输出）的简称。在向方法传递一个 out 参数之后，必须在方法内部对其进行赋值。

由于 out 参数必须由方法来赋值，所以在调用方法时不需要对实参进行初始化。

注意：ref 和 out 修饰符除了能应用于值类型的参数，还能应用于引用类型的参数。效果是完全一样的。参数将成为实参的一个别名。让参数引用一个新构造的对象，实际就是让实参引用那个对象。

8.4 计算机内存的组织方式

操作系统和运行时（runtime）通常将用于容纳数据的内存划分为两个独立的区域，每个区域都采取不同的方式进行管理。这两个区域通常称为栈（stack）和堆（heap）。栈和堆的设计目标是完全不同的。

调用一个方法时，它的参数以及它的局部变量需要的内存总是从栈中获取。方法结束后（要么正常返回，要么抛出一个异常），为参数和局部变量分配的内存将自动归还给栈，并可在另一个方法调用时重新使用。

使用 new 关键字来创建一个对象（类的一个实例）时，构造对象所需的内存总是从堆中获取。使用引用变量，同一个对象可以从几个地方引用。对象的最后一个引用消失之后，对象占用的内存就可供重用（虽然并不一定被立即回收)。

注意：所有值类型都是在栈上创建的，所有引用类型(对象)都是在堆上创建的（虽然引用本身还是在栈上）。可空类型实际是引用类型，所以是在堆上创建的。

8.4.1 使用栈和堆

堆内存是一种有限的资源。如果堆内存被耗尽，new 操作将抛出一个OutOfMemoryException，对象创建将失败。

8.5 System.Object 类

所有类都是 System.Object 的一个具体化的类型；可以使用 System.Object 来创建一个变量，这个变量能引用任何引用类型。

8.6 装箱

将一个数据项从栈（stack）自动复制到堆（heap）的行为称为装箱（Boxing）。

重要提示：如果修改一个变量的原始值，那么不会修改堆（heap）上现有的值，因为它只是一个副本。类似地，修改堆上的值，变量的原始值不会发生改变。

8.7 拆箱

为了访问已装箱的值，必须进行一次强制类型转换（cast）；这个操作会检查是否能够安全地将一种类型转换成另一种类型，然后执行转换。

装箱和拆箱都会产生较大的开销，因为它们涉及不少检查工作，而且需要分配额外的堆（heap）内存。

装箱有一定的用处，但滥用会严重影响程序的性能。

8.8 数据类型的安全转换

C#语言提供了两个相当有用的操作符，可以帮助你以更优雅的方式执行强制类型转换，这就是 is 和 as 操作符。

8.8.1 is 操作符

is 操作符取两个操作数：左边是对一个对象的引用，右边是一个类型名称。如果左边的对象是右边的类型，则 is 表达式的求值结果为 true，反之为 false。

8.8.2 as 操作符

和 is 操作符一样，as 操作符取一个对象和一个类型作为其左边和右边的操作数。“运行时”会尝试将对象转换成指定的类型。如果转换成功，就返回转换成功的结果。