C#-面向对象：引用类型和值类型

我们学习了类和对象的基础知识过后，就可以来了解一些对象背后的知识了。

Student wx = new Student();

这行代码，实际上做了三件事：

生成一个对象（new Student()），获得该对象的存储地址
声明一个Student的变量wx
将在1中生成的对象存储地址赋值给2中的变量wx，从而把变量wx和对象关联起来

如图所示：

理解这三步非常重要。其关键点就在于：wx中存储的不是对象本身，而是对象的地址。在C#中，对象的地址又被称之为“引用”，所以凡是以这种形式存放的类型，都被称之为

引用类型

凡是由class声明的类型，都是引用类型；“指向”引用类型（存放引用类型对象的地址）的变量，就被称之为引用类型变量。因为引用类型变量并不存放实质性数据，所以当我们运行这一行代码的时候：

wx.age = 18;

18并没有存放在wx中，而是存放在wx（通过内存地址）所指向的对象中，如图所示：

同时注意，如果wx变量没有指向任何对象的话，我们可以说它的值为null 。null值上不能进行任何运算，由于对象为null值而报的错误NullReferenceException是程序中最常见的错误。

Student wx = null; //运行就会报错：NullReferenceException Console.WriteLine(wx.Name);

和引用类型对应的，就是

值类型

目前我们已经学习过的int,float,bool等都是值类型（string是一种非常特殊的引用类型，数组是引用类型）。值类型的特点就是：

变量存放的不是地址，而是直接存放“值”。比如：

int i = 18;

变量i中直接存放着18这个数值。如图所示：

值类型变量的值不能为null，如果没有为其赋值，它会有一个默认值（参考：默认值表）。

理解值类型和引用类型的区别有什么作用呢？我们来看一下这两段代码：

int i = 18; int j = i; -- 注意这一行代码 j = 20; Console.WriteLine(i); -- i的值是18还是20？

我们注意赋值运算符（=），它意味着将=右侧的值赋值给左侧。那么 j=i ，就是把变量i的值赋值给变量j。而变量i的值是多少？是整数18。这里的赋值，不是“移动”（移动的话i就没值了，^_^），而是“复制”，就是把i中的值18复制一份给j，让j里也存放着18。

所以，再下一句，j=20，就又把20赋值给了j，但也仅仅是把20赋值给了j，不能影响i的值。

那么，再看看这个代码：

Student wx = new Student(); wx.age = 18; Student clone = wx; -- 这里是把wx的什么赋值给了clone？ clone.age = 20; Console.WriteLine(wx.age);

大体上和上面的i/j赋值类似，但是运行之后我们发现wx.age变成了20，为什么呢？

因为 Student clone = wx; 这一行代码，实际上是把变量wx中存放的Student对象地址赋值给了clone，从而让clone变量中也存放了wx的对象地址。通过&运算可以清楚的看到这一点：

用图例表示：

所以，当我们修改clone.age的时候，实际上修改的是new Student()对象中的Age。而由于wx和clone都执行了new Student()，所以当我们获取wx.age的时候，获取的也是clone.age的值。

演示：使用&运算符……

或许大家已经明白了（或者更迷糊了），为什么我们之前一直反复强调函数的值传递和引用传递，是“传递”而不是“类型”。因为在C#中，传递是传递，类型是类型，总结起来，我们可以有：

值类型参数的值传递
值类型参数的引用传递
引用类型参数的值传递
引用类型参数的引用传递

我们在参数的传递中已经学习过了1和2，接下来我们看看3和4。先上方法：

static void grow(Student student) { student.age++; }

接下来进行调用：

Student wx = new Student(); wx.age = 18; grow(wx); Console.WriteLine(wx.age); -- 猜一猜它的结果？

因为上述代码运行之后wx.age变成了19，和值类型参数的引用传递结果类似，所以很多同学会将其直接称之为“引用传递”（尤其是Java中没有ref关键字，这种称呼更为流行）。但实际上，重要的事情……，嗯，再说一遍：

C#中除非参数前加修饰符（ref,out等），否则默认就是值传递！

所以，这里仍然是参数的值传递，不过我们之前是值类型的值传递，这里是引用类型的值传递。这里仍然是将变量wx的值复制一份，将副本传递给grow()方法。那为什么结果和值类型的值传递效果不一样呢？

注意这里变量wx的值，它具体指的是什么？是age（18）么？不是的哟！应该是 new Student()这个对象的地址。其实整个过程和前文 Student clone = wx; 是一样一样的？因为传递给grow()方法的是对象地址，所以在方法中修改的也就是对象内容，而最后的输出的也是对象的内容（wx.age），所以……

演示：使用&运算符……

为了加深同学们的认识，我们稍稍的修改一下上面的grow()方法：

static void grow(Student student) { student = new Student(); //增加了一行代码 student.age++; }

如上文一般调用这个方法，结果值是多少呢？为什么？

关键的关键就是新增加的这一行代码让student重新指向了一个新生成的对象，且student.Age++也发生在了新生成的对象中，和之前的变量wx所指向的对象完全无关。如图所示：

最后，我们来试一试引用类型的引用传递吧：

static void grow(ref Student student) { student = new Student(); //仍然使用增加的这一行代码 student.age++; }

方法调用：

Student wx = new Student(); wx.age = 18; grow(ref wx); //不要忘记了添加ref关键字 Console.WriteLine(wx.age); //猜一猜结果是什么？

居然是：1，为什么呢？

因为这一次，引用传递会将变量wx直接传递给grow()方法，也就是说，student参数就是wx本身，那么在方法中新new出来的对象地址也就直接赋值给了wx，所以现在wx.age就是0了（字段的默认值），++之后就变成了1。

因为引用类型的引用传递在复杂的代码环境中容易让人懵逼，所以微软官方并不推荐使用。通常，我们应该使用return来实现类似效果：

static Student grow(Student student) { student = new Student(); student.age++; return student; } //同学们要逐渐适应这种使用自定义class作为参数和返回值的用法

接着进行调用：

Student wx = new Student(); wx = grow(wx); //注意理解这里的变化 Console.WriteLine(wx.age); //或者： Console.WriteLine(grow(wx).age);

在面试中，问到值类型和引用类型的区别，我们还应该能答到：

引用类型存放在堆里，而值类型存放在栈或者堆中。（堆和栈都是一个逻辑而不是物理概念）

这什么意思呢？

堆和栈

是两种数据结构，但有时候我们也会把栈称之为“堆栈”，ʅ(‾◡◝)ʃ，飞哥也很无奈，同学们就根据上下文理解吧……

C#-面向对象：引用类型和值类型

引用类型

值类型

堆和栈

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