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csharp类、引用类型(class)与结构、值类型(struct)的区别

2011-06-14 13:29 1831 查看
数据在内存中的存储位置,取决于它的数据类型,在C#中,分为值类型和引用类型,值类型的数据存储在内存中的堆栈中,每个变量或程序都有自己的堆栈,不可以共用一个堆栈地址。当数据一个值类型的变量传递到另一个相同类型的变量时,会在堆栈中分配两个不同的地址。

而引用类型的数据存储在内存中的堆中,可以不同的变量或程序共同使用同一个位置的数据。当数据从一个引用类型的变量传递到另一个相同类型的变量时,只是把这个变量的引用地址传递给新的变量,同时引用当前堆中存储的数据。

可以通过实例得到详细结论:

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

// 定义一个矩形类,类属于引用类型
class RefRectangle
{
public int width;
public int height;
}
// 定义一个矩形结构1,属于值类型
struct ValRectangle
{
public int width;
public int height;
}

class RefValRectangle
{
public static void Main()
{
// 创建一个矩形对象,并将值传递给另一个对象
RefRectangle ref1 = new RefRectangle();
ref1.width = 3;
ref1.height = 4;
RefRectangle ref3 = ref1;
Console.WriteLine("Dimensions of ref1 are : " + ref3.width.ToString() + "..." + ref3.height.ToString());
Console.WriteLine("Change Dimensions of ref1");
ref1.width = 10;
ref1.height = 50;
bool bTransfer = ref3.Equals(ref1);
Console.WriteLine("Dimensions of ref1 now are : " + ref3.width.ToString() + "....." + ref3.height.ToString());
Console.WriteLine(bTransfer.ToString());
Console.ReadLine();
// 创建一个矩形对象,将值传递给一个新的矩形结构
ValRectangle val1 = new ValRectangle();
val1.width = 3;
val1.height = 4;
ValRectangle val3 = val1;
Console.WriteLine("Dimensions of val1 are : " + val3.width.ToString() + "..." + val3.height.ToString());
Console.WriteLine("Change Dimensions of val1");
val1.width = 10;
val1.height = 50;
bool bPass = val3.Equals(val1);
Console.WriteLine("Dimensions of val1 now are : " + val3.width.ToString() + "....." + val3.height.ToString());
Console.WriteLine(bPass.ToString());
Console.ReadLine();
}
}
结论:


输出结果:

Dimensions of ref1 are : 3...4
Change Dimensions of ref1
Dimensions of ref1 now are : 10.....50
True

Dimensions of val1 are : 3...4
Change Dimensions of val1
Dimensions of val1 now are : 3.....4
False

而ref(引用类型)的变量传递后,改变第一个,第二个变量随之改变,是因为两个变量同时引用堆中的一个地址的内容,当一个变量改变,对应与内存中的堆也随之改变,而另外的一个变量也随之改变。

当val(值类型)的变量传递后,改变第一个变量,不会影响第二个变量的值,这是因为,当变量传递时,是在堆栈中又分配了一个地址给新的变量,所以这个两个变量在传递发生后,不再有关系。

类与结构的差别

C#中有两种类型的数据,一种是值类型数据,一种是引用类型数据。

  首先说说什么类型是值类型,例如:int、float、bool之类的基础类型,以及用struct定义的类型,如:DateTime。除此外,如string,数组,以及用class定义的类型等都是引用类型。具体对比如下:

值类型引用类型
内存分配地点分配在栈中分配在堆中
效率效率高,不需要地址转换效率低,需要进行地址转换
内存回收使用完后,立即回收使用完后,不是立即回收,等待GC回收
赋值操作 进行复制,创建一个同值新对象只是对原有对象的引用
函数参数与返回值是对象的复制是原有对象的引用,并不产生新的对象
类型扩展不易扩展容易扩展,方便与类型扩展
值类型与引用类型

结构是值类型:值类型在栈上分配地址,所有的基类型都是结构类型,例如:int 对应System.int32 结构,string 对应 system.string 结构 ,通过使用结构可以创建更多的值类型
类是引用类型:引用类型在堆上分配地址
堆栈的执行效率要比堆的执行效率高,可是堆栈的资源有限,不适合处理大的逻辑复杂的对象。所以结构处理作为基类型对待的小对象,而类处理某个商业逻辑
因为结构是值类型所以结构之间的赋值可以创建新的结构,而类是引用类型,类之间的赋值只是复制引用

注:
1.虽然结构与类的类型不一样,可是他们的基类型都是对象(object),c#中所有类型的基类型都是object
2.虽然结构的初始化也使用了New 操作符可是结构对象依然分配在堆栈上而不是堆上,如果不使用“新建”(new),那么在初始化所有字段之前,字段将保持未赋值状态,且对象不可用
3.继承性
结构:不能从另外一个结构或者类继承,本身也不能被继承,虽然结构没有明确的用sealed声明,可是结构是隐式的sealed .
:完全可扩展的,除非显示的声明sealed 否则类可以继承其他类和接口,自身也能被继承
注:虽然结构不能被继承 可是结构能够继承接口,方法和类继承接口一样

4.内部结构:
结构:没有默认的构造函数,但是可以添加构造函数 没有析构函数
没有 abstract 和 sealed(因为不能继承) 不能有protected 修饰符
可以不使用new 初始化 在结构中初始化实例字段是错误的
:有默认的构造函数 有析构函数 可以使用 abstract 和 sealed
有protected 修饰符 必须使用new 初始化

如何选择结构还是类

讨论了结构与类的相同之处和差别之后,下面讨论如何选择使用结构还是类:
1. 堆栈的空间有限,对于大量的逻辑的对象,创建类要比创建结构好一些
2. 结构表示如点、矩形和颜色这样的轻量对象,例如,如果声明一个含有 1000 个点对象的数组,则将为引用每个对象分配附加的内存。在此情况下,结构的成本较低。
3. 在表现抽象和多级别的对象层次时,类是最好的选择
4. 大多数情况下该类型只是一些数据时,结构时最佳的选择

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