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CLR via C#:基元类型 引用类型和值类型

  【IT168技术】本文主要介绍讲述CLR via C#中关于类型的一些知识包括以下内容:基本类型、引用类型和值类型、值类型的装箱与拆箱。

  1.基元类型

  编译器能够直接支持的数据类型叫做基元类型。例如int, string等。基元类型和.NET框架类库FCL存在着直接的映射关系。

  string和String?

  面试的时候曾经被问到过这个问题,C#中的基元类型string实际上对应了System.String(FCL)类型,所以两者使用的时候没有什么不同。

  类型转换

  编译器能够在基元类型之间进行显式或隐式转换。如果转换是安全的,也就是转换过程不会造成数据丢失,则可以直接采用隐式转换。如果是不安全的,则必须采用显式转换。

Int32 a=5;
Int64 b
=a;
Int32 c
=(Int32)b;

   2. 引用类型和值类型

  引用类型和值类型的区别:

 

  结构体直接继承自System.ValueType;而枚举直接继承自System.Enum, Enum类又直接继承自System.ValueType。

  下面通过例子看一下他们的区别:

  首先定义类和结构体:

class SomeRef { public Int32 x; }
struct SomeVal {
public Int32 x; }
SomeRef r1 = new SomeRef(); // 分配到堆
SomeVal v1
= new SomeVal(); // 分配到栈
r1.x
=5; // 所引用的堆空间内数据修改
v1.x
=5; // 直接在栈上复赋值
Console.WriteLine(r1.x);
// "5"
Console.WriteLine(v1.x);
// "5"
SomeRef r2
= r1; //只把指针复制给了r2
SomeVal v2
= v1; // 在栈上分配空间,并且将变量内容进行复制
r1.x
= 8; // r1指向(也是r2指向)的内容修改
v1.x
= 9; // 只修改v1内容,v2内容不会受影响
Console.WriteLine(r1.x);
// "8"
Console.WriteLine(r2.x);
// "8"
Console.WriteLine(v1.x);
// "9"
Console.WriteLine(v2.x);
// "5"

  看看下图的内存分配情况,就一目了然了。

  3. 值类型的装箱与拆箱

  箱过程?

  装箱:将值类型转换为引用类型。当我们把值类型参数传递给需要引用类型参数的方法时,会自动进行装箱操作。过程如下:

  从托管堆为要生成的引用类型分配大小。大小为:值类型实例本身的大小+额外空间(方法表指针和SyncBlockIndex)。

  将值类型字段拷贝到刚刚分配的内存中。

  返回托管堆中新分配内存的地址。也就是指向对象的引用。

  箱过程?

  拆箱:获取指向对象中包含的值类型部分的指针。一般拆箱之后会进行字段拷贝操作,两个操作加起来才是真正与装箱互反的操作。过程如下:

  如果引用为Null,则抛出NullReferenceException异常。

  如果引用对象不是一个期望值类型的已装箱对象,会抛出InvalidCastException异常。

  返回一个指向包含在已装箱对象中值类型部分的指针。

  ③实例

  拆箱的转型结果必须是它原来未装箱时的类型。

public static void Main() {
Int32 x
= 5;
Object o = x; // 装箱
Int16 y
= (Int16) o; // 拆箱,抛出InvalidCastException异常
}

   修正:Int16 z=(Int16)(Int32)o;//拆箱成功

  这段代码进行了几次装箱?

public static void Main() {
Int32 v
= 5; // 创建值变量
Object o = v; // 装箱
v
= 123; // Changes the unboxed value to 123
Console.WriteLine(v
+ ", " + (Int32) o); // Displays "123, 5" ,装箱两次
}

   上面的代码进行了3次装箱,最后一行中v被装箱为引用类型,o首先被拆箱然后再装箱为引用类型。

  我们看一下它的IL代码:

  字符串连接实际上调用的是Concat方法,该方法的参数要求是object,因此各参数都要转换成object类型。

  优化:

  Console.WriteLine(v.ToString()+”,”+o);//装箱0次

  我们要尽量少的进行值类型的装箱拆箱操作,以提高程序性能。

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