第六回 基础才是重中之重~理解内存中的栈和堆

.NET中使用stack(栈)和heap(堆)两种结构在内存中存储数据,今天咱们就来说说这两个结构

1. Value Types，值类型
         在C#中，值类型继承自System.ValueType的，它们分别是
         Bool,   byte ,  char, decimal, double, enu, float, int, long, sbyte, short, struct, uint, ulong, ushort
2. Reference Types 引用类型
       引用类型包括所有的从System.Object继承下来的类型，它们分别是
          class, interface, delegate, object,string，其中string是一种特殊的引用类型，之后的文章中我会单独说它，.net中的gc(垃圾回收）主要是回收heap中的内存。
3. 指针：在C#中它已经被遗忘，但不能不说，因为引用类型在内在中事实上是以指针的形式存储在Stack上的，而它的数据内容是在Heap上，也就是上引用类型其实是在stack上做了一个地址的引用。

Stack是自我维护的，意味着基本上不需要我们手动进行内存管理，它有自己的内存管理体系,对于window来说最高是1M，而.net最大只能用256K没有记错的话，如果超出这个范围就会出现溢出。 而heap则是我们建立object对象所存储的地方，它可以由我们自己用GC去回收也可以由.net自己去回收。

对于在教科书上的一个例子，我要说一下，就是斐波那切数列问题，一般书上都是用递归写的，这对于程序员的影响事实上是很大的，如果程序员用普通的递归写这个算法，那你的服务没准什么时候就挂了，原因是内存出现stack溢出的现象，具体的原因用“老赵”同志写了段话非常有代表性：它把普通递归改写成了尾递归解决了这个问题。

int FactorialTailRecursion(int n, int acc)
{
    if (n == 0) return acc;
    return FactorialTailRecursion(n - 1, acc * n); //变量仍然对程序有影响，所以编译器会一次一次堆累它使用的内存
}

改成尾递归之后：

int FactorialLoopOptimized(int n, int acc)
{
    while (true)
    {
        if (n == 0) return acc;

        acc *= n;
        n--;
    }
}

方法之前所积累下的各种状态对于递归调用结果已经没有任何意义，因此完全可以把本次方法中留在堆栈中的数据完全清除，把空间让给最后的递归调用。这样 的优化便使得递归不会在调用堆栈上产生堆积，意味着即时是“无限”递归也不会让堆栈溢出”。这其实才是尾递归的“正统”优化方式，那么我们先暂时忘记之前 的“循环优化”，从最简单的示例中查看这样的优化是如何进行的。

在这里，感谢老赵同志对基础的透彻讲解。