C#中值类型和引用类型的区别
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
{
/// <summary>
/// 一个简单的引用类型
/// </summary>
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()}";
}
}
/// <summary>
/// 一个简单的值类型
/// </summary>
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:
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:
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
{
/// <summary>
/// 一个简单的引用类型
/// </summary>
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()}";
}
}
/// <summary>
/// 一个简单的值类型
/// </summary>
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。
以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持编程网。
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