.net知识和学习方法系列（十五）类型，对象，堆栈和托管堆

 

1、          类型，对象，堆栈和托管堆

C#的类型和对象在应用计算机内存时，大体用到两种内存，一个叫堆栈，另一个叫托管堆，下面我们用直角长方形来代表堆栈，用圆角长方形来代表托管堆。

 

 

首先讨论一下方法内部变量的存放。

先举个例子，有如下两个方法，Method_1和Add，分别如下：

public void Method_1()

{

 int value1=10;　　//1

 int value2=20;    //2

 int value3=Add(value,value); //3

}

public int Add(int n1,int n2)//4

{

   rnt sum=n1+n2;//5

   return sum;//6

}

这段代码的执行，用图表示为：

 

上述的每个图片，基本对应程序中的每个步骤。在开始执行Method_1的时候，先把value1压入堆栈顶，然后是value2，接下来的是调用方法Add，因为方法有两个参数是n1和n2，所以把n1和n2分别压入堆栈，因为此处是调用了一个方法，并且方法有返回值，所以这里需要保存Add的返回地址，然后进入Add方法内部，在Add内部，首先是给sum赋值，所以把sum压入栈项，然后用return返回，此时，先前的返回地址就起到了作用，return会根据地址返回去的，在返回的过程中，把sum推出栈顶，找到了返回地址，但在Method_1方法中，我们希望把Add的返回值赋给value3，此时的返回地址也被推出堆栈，把value3压入堆栈。虽这个例子的结果在这里没有多大用途，但这个例子很好的说明了在方法被执行时，变量与进出堆栈的情况。这里也能看出为什么方法内部的局变量用过后，不能在其他方法中访问的原因。

 

其次来讨论一下类和对象在托管堆和堆栈中的情况。

先看一下代码：

    class Car

    {

        public void Run()

        {

            Console.WriteLine("一切正常");

        }

        public virtual double GetPrice()

        {

            return 0;

        }

        public static void Purpose()

        {

            Console.WriteLine("载人");

        }

    }

    class BMW : Car

    {

        public override double GetPrice()

        {

            return 800000;

        }

}

上面是两个类，一个Father一个Son，Son继承了Father，因为你类中有一个virtual的BuyHouse方法，所以Son类可以重写这个方法。

下面接着看调用代码。

        public void Method_A()

        {

            double CarPrice;//1

            Car car = new BMW();//2

            CarPrice = car.GetPrice();//调用虚方法（其实调用的是重写后的方法）

            car.Run();//调用实例化方法

            Car.Purpose();//调用静态方法

 }

这个方法也比较简单，就是定义一个变量用来获得价格，同时定义了一个父类的变量，用子类来实例化它。

接下来，我们分步来说明。

看一下运行时堆栈和托管堆的情部我：

 

这里需要说明的是，类是位于托管堆中的，每个类又分为四个类部，类指针，用来关联对象；同步索引，用来完成同步(比如线程的同步)需建立的；静态成员是属于类的，所以在类中出现，还有一个方法列表（这里的方法列表项与具体的方法对应）。

当Method_A方法的第一步执行时： 

 这时的CarPrice是没有值的

当Method_A方法执行到第二步，其实第二步又可以分成

Car car;

 car = new BMW();

先看Car car;

 

car在这里是一个方法内部的变量，所以被压到堆栈中。

 再看 car = new BMW();

这是一个实例化过程，car变成了一个对象

 

 

这里是用子类来实例化父类型。对象其实是子类的类型的，但变量的类型是父类的。

接下来，在Method_A中的调用的中调用car.GetPrice()，对于Car来说，这个方法是虚方法（并且子类重写了它），虚方法在调用是不会执行类型上的方法，即不会执行Car类中的虚方法，而是执行对象对应类上的方法，即　BMW中的GtPrice。

如果Method_A中执行方法Run()，因为Run是普通实例方法，所以会执行Car类中的Run方法。

如果调用了Method_A的Purpose方法，即不用变量car调用，也不用对象调用，而是用类名Car调用，因为静态方法会在类中分配内存的。如果用Car生成多个实例，静态成员只有一份，就是在类中，而不是在对象中。