C#基础入门之值类型和引用类型的区别详析

一、值类型和引用类型的区别

.NET的类型可以分为两类:值类型和引用类型。这两种类型各有特点,即使它们都继承自System.Object,并且有装箱和拆箱等操作确保两种类型可以方便地交互,但是理解值类型和引用类型将有助于程序员编写出高效的代码,相反的,在不理解值类型和引用类型的情况下,程序员很容易编写出可以正确执行但性能较差的代码。

所有.NET的类型都可以分为两类:值类型和引用类型。最简单也最明确的一个区分标准是:所有的值类型都继承自System.ValueType(System.ValueType继承自System.Object),也就是说,所有继承自System.ValueType的类型都是值类型,而其他类型都是引用类型。常用的值类型包括结构、枚举、整数型、浮点型、布尔型等,而在C#中所有以class关键字定义的类型都是引用类型。

1、赋值时的区别

引用类型和值类型最显著的一个区别在于变量的赋值问题。值类型的变量将直接获得一个真实的数据副本,而对引用类型的赋值仅仅是把对象的引用赋给变量,这样就可能导致多个变量引用到一个实际对象实例上。

来看下面一个简单的示例:首先为了测试建立一个简单的引用类型和一个简单的值类型。然后在Main方法中,测试对值类型和引用类型对象进行赋值的不同结果,代码如下:

using System;

namespace ConsoleApp1
{
    /// 
    /// 一个简单的引用类型
    /// 
    public class Ref
    {
        public int iValue { get; set; }

        public Ref(int i)
        {
            iValue = i;
        }

        public override string ToString()
        {
            return $"iValue的值为:{iValue.ToString()}";
        }
    }

    /// 
    /// 一个简单的值类型
    /// 
    public struct Val
    {
        public int Value { get; set; }

        public Val(int i)
        {
            Value = i;
        }

        public override string ToString()
        {
            return $"Value的值为:{Value.ToString()}";
        }
    }
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            // 测试引用类型的赋值
            Ref ref1 = new Ref(1);
            Ref ref2 = ref1;
            // 赋值
            ref2.iValue = 2;

            // 测试值类型的赋值
            Val val1 = new Val(1);
            Val val2 = val1;
            val2.Value = 2;
            //输出
            Console.WriteLine($"ref1:{ref1}");
            Console.WriteLine($"ref2:{ref2}");
            Console.WriteLine($"val1:{val1}");
            Console.WriteLine($"val2:{val2}");
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

简单分析上面的代码,程序定义了一个引用类型Ref和一个值类型Val,两者的内容几乎完全相同。在Main方法中,分别测试了引用类型和值类型的赋值。当代码把一个引用类型变量赋值给另一个引用变量:Ref ref2 = ref1时,实际上是把ref1的对象引用赋给了ref2,这样,两个引用变量实际指向了同一个对象。如图所示:

C#基础入门之值类型和引用类型的区别详析_第1张图片

而值类型的赋值则不同,val1和val2都保留了属于自己的数据副本,所以当val2改变时,val1不受到影响。如图所示:

C#基础入门之值类型和引用类型的区别详析_第2张图片

上面代码的输出结果:

2、内存分配的区别

除了赋值的区别,引用类型和值类型在内存的分配位置上也有区别。引用类型的对象将会在堆上分配内存,而值类型的对象则会在堆栈上分配内存。堆栈的空间相对有限,但运行效率却比高的多。

3、来自继承结构的区别

最后,由于所有的值类型都有一个共同的基类:System.ValueType,所以值类型拥有一些引用类型不具有的共同性质,较重要的一点是值类型的比较方法:Equals方法的实现有了改变。所有的值类型都实现了内容的比较,而引用类型在没有重写Equals方法的情况下,仍然采用引用比较。还是以上面的代码为了,看下面的代码:

using System;

namespace ConsoleApp1
{
    /// 
    /// 一个简单的引用类型
    /// 
    public class Ref
    {
        public int iValue { get; set; }

        public Ref(int i)
        {
            iValue = i;
        }

        public override string ToString()
        {
            return $"iValue的值为:{iValue.ToString()}";
        }
    }

    /// 
    /// 一个简单的值类型
    /// 
    public struct Val
    {
        public int Value { get; set; }

        public Val(int i)
        {
            Value = i;
        }

        public override string ToString()
        {
            return $"Value的值为:{Value.ToString()}";
        }
    }
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            //// 测试引用类型的赋值
            //Ref ref1 = new Ref(1);
            //Ref ref2 = ref1;
            //// 赋值
            //ref2.iValue = 2;

            //// 测试值类型的赋值
            //Val val1 = new Val(1);
            //Val val2 = val1;
            //val2.Value = 2;

            //输出
            //Console.WriteLine($"ref1:{ref1}");
            //Console.WriteLine($"ref2:{ref2}");
            //Console.WriteLine($"val1:{val1}");
            //Console.WriteLine($"val2:{val2}");

            // 测试引用类型的赋值
            Ref ref1 = new Ref(1);
            Ref ref2 = new Ref(1);

            // 测试值类型的赋值
            Val val1 = new Val(1);
            Val val2 = new Val(1);

            Console.WriteLine(ref1.Equals(ref2));
            Console.WriteLine(val1.Equals(val2));
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

程序输出结果:

在Main方法中,分别定义了一对内容完全相同的值类型对象和引用类型对象,调用Equals方法来比较,发现值类型对象比较返回true,而引用类型对象比较返回false。

二、总结

所有继承自System.ValueType的类型都是值类型,而其他类型都是引用类型。值类型的赋值会产生一个新的数据副本,所以每个值类型都拥有一个数据副本。而引用类型的赋值则是赋值引用。值类型的对象分配在堆栈上,而引用类型的对象分配在堆上。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。

上面列举的仅仅是值类型和引用类型的一些主要区别,通过这些本质区别,可以产生更多的细节区别,有兴趣的话可以自行研究。

到此这篇关于C#基础入门之值类型和引用类型区别的文章就介绍到这了,更多相关C#值类型和引用类型区别内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家!

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