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  • 第八章、理解值类型和引用

      1、值类型和引用类型

      从概念上看,值类型直接存储其值,而引用类型存储对其值的引用。

      引用类型和值类型都继承自System.Object类。不同的是,几乎所有的引用类型都直接从System.Object继承,而值类型则继承其子类,即直接继承System.ValueType。

      System.ValueType直接继承System.Object,即System.ValueType本身是一个类类型,而不是值类型;System.ValueType没有添加任何成员,但覆盖了所继承的一些方法,使其更适合于值类型。例如,ValueType重写了Equals()方法,从而对值类型按照实例的值来比较,而不是引用地址来比较。

      值类型

      值类型的特性:

      1.C#的所有值类型均隐式派生自System.ValueType。

      各个值类型及其基类:

      结构体:struct(直接派生于System.ValueType);

      数值类型:

      整型:

      short(System.Int16),ushort(System.UInt16),int(System.Int32),uint(System.UInt32),

      long(System.Int64),ulong(System.UInt64),

      sbyte(System.SByte的别名),byte(System.Byte),

      字符型:char(System.Char);

      浮点型:float(System.Single),double(System.Double);

      用于财务计算的高精度decimal型:decimal(System.Decimal)。

      bool型:bool(System.Boolean的别名);

      枚举:enum(派生于System.Enum);

      可空类型(派生于System.Nullable泛型结构体,语法 T? 是 System.Nullable 的简写,此处的 T 为值类型。)

      2.每种值类型均有一个隐式的默认构造函数来初始化该类型的默认值。

      例如:

      int i = new int();

      等价于:

      Int32 i = new Int32();

      等价于:

      int i = 0;

      等价于:

      Int32 i = 0;

      使用new运算符时,将调用特定类型的默认构造函数并对变量赋以默认值。在上例中,默认构造函数将值0赋给了i。

      3.所有的值类型都是密封(seal)的,所以无法派生出新的值类型。

      4.值类型的实例通常是在线程栈上分配的(静态分配),但是在某些情形下可以存储在堆中。

      引用类型

      引用类型的特性:

      1.C#的所有引用类型均隐式派生自System.object。

      各个引用类型及其基类:

      数组:(派生于System.Array)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;

      类:class(派生于System.Object);

      接口:interface(接口不是一个“东西”,所以不存在派生于何处的问题。);

      委托:delegate(派生于System.Delegate);

      object:(System.Object的别名);

      字符串:string(System.String的别名)。

      2.引用类型可以派生出新的类型。

      3.引用类型可以包含null值。

      4.引用类型变量的赋值只复制对对象的引用,而不复制对象本身。

      5.引用类型的对象总是在进程堆中分配(动态分配)。

      值类型和引用类型的区别

      所有继承System.Value的类型都是值类型,其他类型都是引用类型。

      引用类型可以派生出新的类型,而值类型不能;

      引用类型存储在堆中,而值类型既可以存储在堆中也可以存储在栈中。

      引用类型可以包含null值,值类型不能(可空类型功能允许将 null 赋给值类型);

      引用类型变量的赋值只复制对对象的引用,而不复制对象本身。而将一个值类型变量赋给另一个值类型变量时,将复制包含的值。

      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。

      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。

      Int[]是引用类型还是值类型

      数组类型是一族类型,它们都继承System.Array,而System.Array继承自System.Object。所以所有的数组类型都是引用类型

      2、理解null和可空类型

      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。

      null值在初始化引用类型时非常有用,但null本身就是引用,不能把它赋给值类型,在C#中,以下语句是非法的:

      int i = null;  //非法

      但是,利用C#定义的一个修饰符,可将变量声明为可空类型。可空值类型在行为上与普通值类型相似,但可以将null值赋给它。要有问号(?)指定可空值类型,如下:

      int ? i = null; //合法

      可空类型的属性(HasValue、Value)

      可空类型公开两个属性,用于判断类型是否真的包含非空的值,以及实际的值是什么。其中HasValue属性指出可空类型是包含真正的值,还是包含null值。如果包含真正的值,可以利用Value属性来获取这个值。如下:

      int ? i = null;

      if(!i.HasValue)

      {

      //如果i为null,将99赋给它

      i = 99;

      }

      else

      {

      //如果i不为null,将显示它的值

      Console.WriteLine(i.Value);

      }

      3、使用ref和out参数

      创建ref参数

      为参数(形参)附加ref前缀,C#编译器将生成代码传递对实参的引用,而不是传递实参的拷贝。

      static void doIncrement(ref int param)

      {

      param++;

      }

      static void Main()

      {

      int arg = 42;

      doIncrement(ref arg);

      Console.WriteLine(arg);//输出43

      }

      “变量使用前必须赋值”这个规则同样适用于方法参数。不能将未初始化的值作为实参传递给方法,即便是ref参数。

      创建out参数

      编译器会在调用方法之前,检验它的ref参数是否已被赋值。但有时希望由方法本身初始化参数,所以希望向其传递未初始化的参数。out关键字正是针对这一目的而设计的。

      关键字out是output的简称。向方法传递out参数之后,必须在方法内部对其进行赋值,如下:

      static void doIncrement(out int param)

      {

      param = 42;

      }

      static void Main()

      {

      int arg ;//未初始化

      doIncrement(out arg);//初始化

      Console.WriteLine(arg);//输出42

      }

      4、计算机内存的组织形式

      操作系统和“运行时”通常将用于容纳数据的内存划分为两个独立的区域,每个区域都采用不同的方式进行管理。这两个区域通常称为栈和堆

      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,要么引发异常),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。栈上的方法和局部变量具有定义好的生存期。方法开始时进入生存期,方法结束时结束生存期。

      使用new关键字创建对象时,构造的对象所需要的内存总是从堆中获取。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。堆上创建的对象具有较不确定的生存周期;使用new关键字将创建对象,但只有在删除了最后一个对象引用之后的某个时间,它才会消失。

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

      5、System.Object 类

      所有的类都是System.Object类的一个具体化类型;另外,使用System.Object创建的变量能引用任何对象。

      装箱

      int i = 42;

      object o = i;

      拆箱

      为了访问已装箱的值,必须进行强制类型转换。

      int i = 42;

      object o = i;//装箱

      i = (int)o;  // 成功编译

      6、数据类型的安全转换

      is操作符

      WrappendInt wi = new WrappendInt();

      ....

      object o = wi;

      if(o is WrappendInt){

      WrappendInt temp = (WrappendInt)o;  //转型是安全的,o确定是一个WrappendInt

      。。。。。

      }

      is操作符获取两个操作数:左边是对对象引用,右边是类型名称。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。

      as操作符

      WrappendInt wi = new WrappendInt();

      ....

      object o = wi;

      WrappendInt temp = o as WrappendInt

      if(temp != null){

      //只有转换成功,这里的代码才会执行

      }

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