C#中数据到底存在堆上还是栈上

C#的栈与堆

首先复习一下值类型与引用类型

1. 值类型与引用类型

值类型：基本数据类型([int,long,float,char,bool]:System.ValueType,enum,struct)
引用类型：类(所有class)，string，接口，数组

2. 栈与堆

局部变量，参数，调用现场存在栈中，一个线程的栈默认只有1M，栈要求先进后出的原则。
static的变量在静态存储区。
const的常量在常量存储区。
引用类型对象中的数据存放在堆内存中，由GC系统回收。

3. 数据到底储存在哪里？

引用类型的对象总是放在堆上。
值类型和指针总是放在它们被声明的地方。

如何理解呢？
其实很简单，看代码：

public class C
{
  //在类中被声明[跟随此类储存在堆中]
  int i = 0;//值类型
  //在类中被声明[跟随此类储存在堆中]
  S s = new S();//值类型
  //c:对象的引用[跟随此类储存在堆中]
  //new C():引用类型的对象永远储存在堆中
  C c = new C();//引用类型
}
public struct S
{
  int i;//值类型
  S s;//值类型
  C c;//引用类型
}

//argI:值类型,在参数中被声明[储存在栈上]
//argS:值类型,在参数中被声明[储存在栈上，且其中的值类型变量i和s都跟随他储存在栈上，而引用类型c的引用也跟随他储存在栈上，而c的对象储存在堆上]
//argC:引用类型[对象的引用储存在栈上，而对象储存在堆上]
void Main(int argI,S argS,C argC)
{
  //如果argI,argS,argC定义在局部变量中也和定义在参数中类似
  int tmpI = 0;
  S tmpS = new S();
  C tmpC = new C();
}

4. string是一种特殊的引用类型，以及为什么要使用StringBuilder

string直接继承自System.Object，这使得它成为一个引用类型，也就是说，C#中string是存在堆上的。

引用一段说明:

string str1 = "string"; 
string str2 = "string"; 
Console.WriteLine(string.ReferenceEquals(str1, str2));

既然String类型是引用类型，那么代码一输出的应该是False，然而事实上代码一输出时的是True。
　　其实这是String类型的自动优化功能。str1,str2引用同一对象，节省内存，并不会为str2单独开辟内存空>间。CLR使用了一种叫字符串驻留的技术，当CLR初始化时，会创建一个内部的散列表,其中的键为字符串，>值为指向托管堆中字符串的引用。刚开始,散列表为空，JIT编译器编译方法时，会在散列表中查找每一个文本常量字符串，首先会查找"abc"字符串，并且因为没有找到，编译器会在托管堆中构造一个新的指向"abc"的>String对象引用，然后将"abc"字符串和指向该对象的引用添加到散列表中。接着，在散列表中查找第二个"abc"，这一次由于找到了该字符串，指向同一个String对象的引用会被保存在变量str2中，到此str1和str2指向了同一个引用，所以string.ReferenceEquals(str1, str2)就会返回true了。
　　另外，C#中是不允许用new操作符创建String对象的，编译器会报错。

MSDN：字符串对象是不可变的，即它们一旦创建就无法更改。对字符串进行操作的方法实际上返回的是新的字符串对象。

String 对象是不可改变的。每次使用 System.String 类中的方法之一时，都要在内存中创建一个新的字符串对象，这就需要为该新对象分配新的空间。在需要对字符串执行重复修改的情况下，与创建新的 String 对象相关的系统开销可能会非常昂贵。如果要修改字符串而不创建新的对象，则可以使用 System.Text.StringBuilder 类。例如，当在一个循环中将许多字符串连接在一起时，使用 StringBuilder 类可以提升性能。