23.05.14 《CLR via C#》 笔记4

第五章 基元类型、引用类型和值类型

1. 基元类型：int、float等编译器直接支持（不需要显式new）的类型
2. c#中，不论32/64操作系统，int总是Int32，long总是Int64
3. 基元类型之间可以显示或隐式的类型转换（比如int值直接赋值给long）
4. check和uncheck操作：基元类型的算术运算，可能出现溢出
   1. 编译时，使用/checked命令来决定溢出时像c语言一样回滚还是像basic一样抛出异常
   2. 使用checked/unchecked操作符或语句指定
5. 作者推荐使用无符号类型，来让编译器检测更多溢出错误，以及减少强制类型转换的次数
6. 使用引用类型时需要注意性能问题：
   1. 内存必须从托管堆分配
   2. 堆上分配的每个对象都有额外成员，额外成员都要初始化
   3. 对象中的其它字节（字段）总是设为0
   4. 从托管堆中分配对象时，可能强行执行一次垃圾回收
7. 值类型一般在线程栈上分配，包含实例本身的字段，操作值类型不需要提领指针，不受垃圾回收器控制
8. 类都是引用类型；结构和枚举都是值类型（所有结构都派生自ValueType,ValueType派生自Object，所有枚举派生自Enum，Enum派生自ValueType）
9. 但是对于非托管C/C++，静态内存分配在编译时分配到栈上，动态内存分配使用new运算符分配在堆上，与它是引用类型还是值类型无关，和声明这个类型的代码无关
10. 值类型可以实现接口，但是不能作为基类
11. 就算是使用new操作符来实例化值类型，它仍然会在栈上分配，但是会被认为已经被初始化为0（不会报错：可能使用了未被赋值的字段）
12. 要把类型声明成值类型，应当满足以下条件（为什么建议用class而不是struct）
    1. 类型有基元类型的行为，没有成员会修改类型的实例字段，对值类型，作者建议把全部成员标记为readonly
    2. 类型不从其它类型继承，也不派生出其它类型
    3. 类型的实例较小（<16字节）
    4. 类型的实例较大，但是不作为方法实参传递，也不从方法返回
13. 值类型和引用类型的区别
    1. 值类型有已装箱和未装箱两种形式，引用类型只有已装箱形式
    2. ValueType重写了Equals（所有字段相等即返回true）和GetHashCode（考虑所有字段的值）
    3. 值类型的所有方法都不能是抽象的（因为不能派生出其它类）
    4. 引用类型初建变量时初始化为null；值类型所有字段初始化为0，访问未初始化的值类型不能抛出null异常
    5. 值类型赋值会逐字段复制；引用类型只复制地址
    6. 一旦定义了值类型的方法不再活动，该值类型实例会被立刻释放，不会等待垃圾回收
14. 值类型转换成引用类型（装箱机制）struct->object
    1. 在托管堆分配内存（所有字段的内存+额外成员）
    2. 值类型字段值复制到新分配的内存
    3. 返回对象地址（引用）
15. 拆箱机制
    1. 如果引用为null，抛出异常；如果引用对象不是所需类型的已装箱实例，抛出异常
    2. 获取对象各字段地址（这个过程是拆箱）
    3. 将字段包含的值从堆复制到栈上的值类型实例中（这个过程是字段复制）
16. 现在使用的泛型集合类，操作集合时不再需要装箱/拆箱（List等）
17. 未装箱值类型可以调用继承或重写的虚方法；如果要调用需方法在基类的实现，需要装箱；如果要调用非虚、继承的方法时，需要装箱；转换成某个接口时，需要装箱
18. C# 不允许更改已装箱值类型中的字段
    1. 一个值类型p已装箱成object o, 此时不允许使用o更改字段（首先o拆箱成值类型，储存在【临时变量】中，只会修改临时变量的值）
    2. 使用接口可以修改值类型的字段（值类型p装箱成object o，o转换成接口时，不需要再装箱，就可以更改字段的值）
19. 对象的相等性和同一性
    1. Object的Equals实现的是同一性，即this和实参变量是不是引用同一个对象
    2. 由于类型可以重载Equals，所以不能用它测试同一性，而应该使用ReferenceEquals
    3. 值类型重载了Equals方法，执行的是相等性检查（每个实例字段的值相等）
    4. 重写Equals方法时要注意1、实现IEquatable接口的Equals方法2、重载==、!=运算符
20. 对象哈希码GetHashCode
    1. 当重写Equals方法时，应同时重写GetHashCode方法（在哈希表、字典等集合的实现中，要求两个变量有相同的哈希码才可以相等，所以必须确保相等性算法与哈希码算法一致）
    2. 实现哈希算法时应注意
       1. 有良好的随机分布
       2. 可以调用基类的GetHashCode，但不要使用Object或ValueType的GetHashCode实现（两者性能差）
       3. 算法至少使用一个实例字段
       4. 算法使用的字段在对象生存期值不改变
       5. 执行速度快
       6. 包含相同值的不同对象返回相同的哈希码
21. dynamic基元类型
    1. c#可以将表达式的类型标记为dynamic，可以将表达式的结果存在标记为dynamic的变量中；
    2. 编译器会自动将dynamic转换为Object
    3. 实参可以是dynamic；任何表达式可以隐式转换为dynamic；从dynamic转换为其它类型时CLR将验证对象类型是否兼容
    4. 使用dynamic会造成额外的性能开销（考虑使用反射方法或进行手动类型转换）