C# 值类型与引用类型

基本概念

类型

区别

值类型与引用类型区别

线程栈与托管堆

Stack 栈：线程栈，由操作系统管理，存放值类型、引用类型变量。栈是基于线程的，也就是说一个线程会包含一个线程栈，线程栈中的值类型在对象作用域结束后会被清理，效率很高。
托管堆：进程初始化后在进程地址空间上划分的内存空间。存储.Net运行过程中的对象。所有的引用类型都分配在托管堆上，托管堆上分配的对象由GC来管理和释放。

类型转换

拆箱与装箱

拆箱和装箱

对象的传递

将值类型的变量赋值给另一个变量（或者作为参数传递），会执行一次复制，复制变量包含的值。
将引用类型的变量赋值给另一个引用类型变量，它复制的是引用对象的内存地址，在赋值后就会多个变量指向同一个引用对象实例。

using System;
using System.Threading;

class Person
{
    public int age;
}

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        // 值类型赋值
        int n1 = 0;
        int n2 = n1;
        n2 = 100;
        Console.WriteLine("n1 = {0}, n2 = {1}", n1, n2); // 输出：n1 = 0, n2 = 100

        // 引用类型赋值
        Person p1 = new Person();
        p1.age = 10;
        Person p2 = p1;
        p2.age = 40;
        Console.WriteLine("p1.age = {0}, p2.age = {1}", p1.age, p2.age); // 输出：p1.age = 40, p2.age = 40，p1/p2指向同一个对象
    }
}

参数按值传递

using System;
using System.Threading;

class Person
{
    public int age;
}

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        // 值类型按值传递
        int n = 0;
        Test1(n);
        Console.WriteLine("n = {0}", n); // 输出：n = 0

        // 引用类型按值传递
        Person p = new Person();
        p.age = 0;
        Test2(p);
        Console.WriteLine("p.age = {0}", p.age); // 输出：p.age = 10
    }

    private static void Test1(int n)
    {
        n += 10;
    }

    private static void Test2(Person p)
    {
        p.age += 10;
    }
}

对于值类型(int n) ：传递的是该值类型实例的一个副本，因此原本的n值并没有改变。
对于引用类型(Person p) ：传递的是变量p的引用地址（即p对象实例的内存地址）拷贝副本，因此他们操作都是同一个p对象实例。

参数按引用传递

不管是值类型还是引用类型，可以使用ref或out关键字来实现参数的按引用传递。ref或out关键字告诉编译器，方法传递的是参数地址，而非参数本身。在按引用传递时，方法的定义和调用都必须显式的使用ref或out关键字，不可以省略，否则会引起编译错误
下例中，ref换成out效果是相同的。

using System;
using System.Threading;

class Person
{
    public int age;
}

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        // 值类型按值传递
        int n = 0;
        Test1(ref n);
        Console.WriteLine("n = {0}", n); // 输出：n = 10

        // 引用类型按值传递
        Person p = new Person();
        p.age = 0;
        Test2(ref p);
        Console.WriteLine("p.age = {0}", p.age); // 输出：p.age = 10
    }

    private static void Test1(ref int n)
    {
        n += 10;
        Console.WriteLine("Test1, n = {0}", n); // 输出：Test1, n = 10
    }

    private static void Test2(ref Person p)
    {
        p.age += 10;
        Console.WriteLine("Test2, p.age = {0}", p.age); // 输出：Test2, p.age = 10
    }
}