在C#中,数据类型分为值类型和引用类型两种。 引用类型变量存储的是数据的引用,数据存储在数据堆中,而值类型变量直接存储数据。对于引用类型,两个变量可以引用同一个对象。因此,对一个变量的操作可能会影响另一个变量引用的对象。对于值类型,每个变量都有自己的数据副本,并且对一个变量的操作不可能影响另一个变量。
值类型(Value Type)
所有的值类型都继承自ValueType类,它通过重载Object的虚方法来更好地适应值类型。
虽然ValueType是值类型的隐式基类,但不能直接创建继承自ValueType的类。
值类型包含以下两种:
- 结构类型(Structure Type),用于封装数据和相关的功能,包括自定义结构体和内置结构体(如:整型、浮点类型、布尔型、字符型和值元组)
- 枚举类型(Enum Type),由一组命名常量定义,表示一个选项或选项组合。
结构类型直接继承自System.ValueType, 而枚举类型则是继承自System.Enum。
值类型是可以为空的,用System.Nullable<T> (或T?)泛型类型来表示,如:int?、bool?。因此,System.Nullable<T>本身也是一种值类型。
public struct Nullable<T> where T : struct
可以使用Struct约束来指定一个类型参数是不可空的值类型(结构类型和枚举类型都满足约束)。
值类型不能被继承,因为所有值类型最终会编译成终结类(sealed),但结构体可以实现接口。
public struct Location { public double X; public double Y; public Location(double x, double y) => (X, Y) = (x, y); }
分别实例化具有相同数据的值对象a和b,进行相等判断,输出结果如下:
var a = new Location(1, 2); var b = new Location(1, 2); Console.WriteLine(a.Equals(b)); // true b.Y = 3; Console.WriteLine(a.Equals(b)); // false
由此可见:值类型相等比较的是数据本身。
引用类型(Reference Type)
最常见的引用类型就是类(class), 还包括字符串、数组、委托、接口、记录等。所有引用类型都继承自Object。
字符串(string):一种特殊的引用类型,它不能被继承,具有不可变性,但用法上更像是值类型。
string a = "123"; string b = a; a = "456"; Console.WriteLine(a); // "456" Console.WriteLine(b); // "123"
记录(record): C#9.0中引入,它不是一个新的语法,而是语法糖。用来定义一个引用类型,该类型提供内置封装数据功能。
public record Person(string FirstName, string LastName);
public class Location { public double X; public double Y; public Location(double x, double y) => (X, Y) = (x, y); }
同样分别实例化具有相同数据的引用对象a和b,进行相等判断,输出结果如下:
var a = new Location(1,2); var b = new Location(1,2); var c = b; Console.WriteLine(a == b); // false Console.WriteLine(a.Equals(b)); // false Console.WriteLine(b == c); // true
由此可见:引用类型相等比较的是引用地址,而不是数据本身。
值类型和引用类型比较
1. 值类型在结构中是堆栈分配或内联分配的,引用类型是堆分配的。
2. 值类型变量赋值复制的是对象本身,而引用类型变量赋值复制的是对象的引用。
3. 值类型和引用类型最终都是继承Object。
4. 值类型中的结构体和引用类型都可以实现接口。
5. 值类型不能被继承,因为所有值类型都是sealed,而引用类型可以派生新的类型(string除外)。
6. 值类型在内存管理方面具有更好的效率,适合用做存储数据的载体。引用类型支持多态,适合用于定义应用程序的行为。
参考资料:
Value types - C# reference | Microsoft Learn文章来源:https://www.toymoban.com/news/detail-614160.html
Reference types - C# Reference | Microsoft Learn文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-614160.html
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