[你必须知道的.NET] 第九回：品味类型---值类型与引用类型（中）－规则无边

　　上回[第八回：品味类型---值类型与引用类型（上）－内存有理]的发布，受到大家的不少关注，我们从内存的角度了解了值类型和引用类型的所以然，留下的任务当然是如何应用类型的不同特点在系统设计、性能优化等方面发挥其作用。因此，本回是对上回有力的补充，同时应朋友的希望，我们尽力从内存调试的角度来着眼一些设计的分析，这样就有助于对这一主题进行透彻和全面的理解，当然这也是下一回的重点。

　　从内存角度来讨论值类型和引用类型是有理有据的，而从规则的角度来了解值类型和引用类型是无边无际的。本文旨在从上文呼应的角度，来把这个主题彻底的融会贯通，无边无迹的应用，还是来自反复无常的实践，因此对应用我只能说以一个角度来阐释观点，但是肯定不可能力求全局。因此，我们从以下几个角度来完成对值类型与引用类型应用领域的讨论。

　　2. 通用规则与比较

　　通用有规则：

　　• string类型是个特殊的引用类型，它继承自System.Object肯定是个引用类型，但是在应用表现上又凸现出值类型的特点，那么究竟是什么原因呢？例如有如下的一段执行：

string
using System;

namespace Anytao.net.My_Must_Net
{
    public class TestString
    {
        public static void Main(string[] args)
        {
            //定义一个string类型
            string myMsg = "Anytao is anytao";
            //改变string值，并显示
            ChangeMsg(myMsg);
            //当前的myMsg是否发生了改变?
            ShowMsg(myMsg);
        }

        public static void ChangeMsg(string str)
        {
            //改变参数内容，实际是生成了新的string对象
            //执行初始化，但是函数外部无法取得变化
            str = "Anytao is not anytao";
            Console.WriteLine(str);
        }

        public static void ShowMsg(string str)
        {
            Console.WriteLine(str);
        }
    }
}

　　简单的说是由于string的immutable特性，因此每次对string的改变都会在托管堆中产生一个新的string变量，上述string作为参数传递时，实际上执行了s=s操作，在托管堆中会产生一个新的空间，并执行数据拷贝，所以才有了类似于按值传递的结果。但是根据我们的内存分析可知，string在本质上还是一个引用类型，在参数传递时发生的还是按址传递，不过由于其特殊的恒定特性，在函数内部新建了一个string对象并完成初始化，但是函数外部取不到这个变化的结果，因此对外表现的特性就类似于按值传递。至于string类型的特殊性解释，我推荐Artech的大作《深入理解string和如何高效地使用string》。

　　另外，string类型重载了==操作符，在类型比较是比较的是实际的字符串，而不是引用地址，因此有以下的执行结果：


string aString = "123";
string bString = "123";
Console.WriteLine((aString == bString)); //显示为true，等价于aString.Equals(bString)；
string cString = bString;
cString = "456";
Console.WriteLine((bString == cString)); //显示为false，等价于bString.Equals(cString)；

　　• 通常可以使用Type.IsValueType来判断一个变量的类型是否为值类型，典型的操作为：

Code
public struct MyStructTester
{ }

public class isValueType_Test
{
    public static void Main()
    {
        MyStructTester aStruct = new MyStructTester();
        Type type = aStruct.GetType();
        if (type.IsValueType)
        {
            Console.WriteLine("{0} belongs to value type.", aStruct.ToString());
        }

    }
}

　• .NET中以操作符ref和out来标识值类型按引用类型方式传递，其中区别是：ref在参数传递之前必须初始化；而out则在传递前不必初始化，且在传递时必须显式赋值。

　• 值类型与引用类型之间的转换过程称为装箱与拆箱，这值得我们以专门的篇幅来讨论，因此留待后文详细讨论这一主题。

　• sizeof()运算符用于获取值类型的大小，但是不适用于引用类型。

　• 值类型使用new操作符完成初始化，例如：MyStruct aTest = new MyStruct(); 而单纯的定义没有完成初始化动作，此时对成员的引用将不能通过编译，例如：

Code
MyStruct aTest;
Console.WriteLine(aTest.X);

　• 引用类型在性能上欠于值类型主要是因为以下几个方面：引用类型变量要分配于托管堆上；内存释放则由GC完成，造成一定的CG堆压力；同时必须完成对其附加成员的内存分配过程；以及对象访问问题。因此，.NET系统不能由纯粹的引用类型来统治，性能和空间更加优越和易于管理的值类型有其一席之地，这样我们就不会因为一个简单的byte类型而进行复杂的内存分配和释放工作。Richter就称值类型为“轻量级”类型，简直恰如其分，处理数据较小的情况时，应该优先考虑值类型。

　• 值类型都继承自System.ValueType，而System.ValueType又继承自System.Object，其主要区别是ValueType重写了Equals方法，实现对值类型按照实例值比较而不是引用地址来比较，具体为：

Code
char a = 'c';
char b = 'c';
Console.WriteLine((a.Equals(b))); //会返回true;

　• 基元类型，是指编译器直接支持的类型，其概念其实是针对具体编程语言而言的，例如C#或者VB.NET，通常对应用.NET Framework定义的内置值类型。这是概念上的界限，不可混淆。例如：int对应于System.Int32，float对应于System.Single。

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标签：.NET 关键字值类型引用类型

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