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[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

作者: Anytao  来源: 博客园  发布时间: 2008-09-12 12:08  阅读: 3735 次  推荐: 0   原文链接   [收藏]  

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[你必须知道的.NET] 开篇有益

[你必须知道的.NET] 第一回:恩怨情仇:is和as

[你必须知道的.NET] 第二回:对抽象编程:接口和抽象类

[你必须知道的.NET] 第三回:历史纠葛:特性和属性

[你必须知道的.NET] 第四回:后来居上:class和struct

[你必须知道的.NET] 第五回:深入浅出关键字---把new说透

[你必须知道的.NET] 第六回:深入浅出关键字---base和this

[你必须知道的.NET] 第七回:品味类型---从通用类型系统开始

[你必须知道的.NET] 第八回:品味类型---值类型与引用类型(上)-内存有理

[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

[你必须知道的.NET] 第十回:品味类型---值类型与引用类型(下)-应用征途

[你必须知道的.NET] 第十一回:参数之惑---传递的艺术(上)

[你必须知道的.NET] 第十二回:参数之惑---传递的艺术(下)

[你必须知道的.NET] 第十三回:从Hello, world开始认识IL

[你必须知道的.NET] 第十四回:认识IL代码---从开始到现在

[你必须知道的.NET] 第十五回:继承本质论

[你必须知道的.NET] 第十六回:深入浅出关键字---using全接触

[你必须知道的.NET] 第十七回:貌合神离:覆写和重载

[你必须知道的.NET] 第十八回:对象创建始末(上)

[你必须知道的.NET] 第十九回:对象创建始末(下)

[你必须知道的.NET]第二十回:学习方法论

[你必须知道的.NET]第二十一回:认识全面的null

[你必须知道的.NET]第二十二回:字符串驻留(上)---带着问题思考

[你必须知道的.NET]第三十二回,深入.NET 4.0之,Tuple一二


  接上回[第八回:品味类型---值类型与引用类型(上)-内存有理]的探讨,继续我们关注值类型和引用类型的话题。

  本文将介绍以下内容:

  • 类型的基本概念  

  • 值类型深入

  • 引用类型深入

  • 值类型与引用类型的比较及应用 

  1. 引言

  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

 

  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

 

 • .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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