C#中的值类型和引用类型的区别

    在C#中，数据类型分成了两大类，一是值类型，另外就是引用类型。
    而这两者的区别主要是：

  1. 值类型存储在内存的栈中（线程栈，最大1M），使用完毕后会自动释放掉；引用类型存放在内存的堆中，需要等待垃圾回收机制进行回收。
  2. 值类型表示实际的数据；引用类型存储对其数据的引用。（PS：引用这其实是一个很模糊的概念，简单的来说，引用是一个小的数据块，CLR根据里面的信息来找到该引用指向的对象）

    这里有一个知识点，帮助更好的理解两者的区别，就是自动释放和等待垃圾回收。
    这两者需要上升到操作系统的层面，因为值类型存储在栈中，分配的内存比较小，操作系统就能对其进行控制。而引用类型存储在堆中，当新建一个引用类型的时候，就会在堆上给其分配内容，尽管其引用保存在栈上，但其本身创建在堆中，所以当其引用被释放掉的时候，其本身还在内存中，所以释放需要等待垃圾回收。

常见的值类型和引用类型

类型 具体内容
值类型 有符号类型：sbyte、short、int、long
无符号类型：byte、ushort、uint、ulong
Unicode字符：char
浮点型：float、double
高精度小数：decimal
枚举类型：enum
结构类型：struct
引用类型 object、string、class、interface、array、delegate

补充2个点

  1. 所有值类型的基类是ValueType。
  2. DateTime是结构体，所以是值类型。

装箱和拆箱

    说到值类型和引用类型就不能不说到装箱和拆箱了。简单的来说：
    装箱：值类型转换成引用类型。
    拆箱：引用类型转换成值类型。

装箱和拆箱的过程

    装箱的过程（本质上和新建一个引用类型的过程一致，唯一的不同点就是有确认的内存大小 - 即值类型外加其他成员变量的内存大小）

  1. 在堆中分配内存，开辟与值类型相同大小外加其他成员变量的内存空间。
  2. 将值类型的字段复制到新的堆内存空间中。
  3. 在栈中添加对该新的内存空间的引用并返回出相应的地址。

拆箱的过程

  1. 找到堆空间上相应的的变量地址。
  2. 在栈上开辟相同大小的内存空间存储引用对象中的值。

装箱和拆箱的区别

    拆箱只涉及到一次堆空间的查询过程，不需要开辟新的堆空间，所以整体性能比装箱低。但是拆箱比装箱多了一步隐性步骤，就是拆出来的箱子需要被回收，箱子具体指的是存放了值类型字段的引用对象实例。

延伸话题

    在C#中，万物皆对象，这个对象是Object。Object有三个虚函数：GetHashCode()、Equals()、ToString()。
    现在有一个问题，假设用一个int类型利用ToString()方法是否会发生装箱操作？
    答案是不会的。为什么呢？
    因为上面说了，所有的值类型继承于ValueType类，而ValueType类Override了Object中的ToString()方法，不用转成object而直接调用Override的ToString()方法创建了一个新的字符串，即已经不在同一个实例下，所以不会发生装箱操作。

减少装箱和拆箱操作的方法

    1、注意代码中会隐式转换成Object的位置。
    例如：

1
2
int code = 100;
Console.WriteLine($"我的数学成绩是 {code}");

    这样就code就会等同于赋值给了object o，然后再隐式调用ToString()，就发生了装箱操作。
    应该提前手动把code转成string，就能避免装箱。理由在上面已经说到了

1
2
int code = 100;
Console.WriteLine($"我的数学成绩是 {code.ToString()}");

    2、使用泛型