C#数据类型：值类型、引用类型、指针类型

数据类型

在 C# 中，变量分为以下几种类型：

• 值类型（Value types）
• 引用类型（Reference types）
• 指针类型（Poninter types）

值类型

值类型变量可以直接分配给一个值。它们是从类System.ValueType中派生的。

值类型直接包含数据。比如int、char、float，它们分别存储数字、字符、浮点数。当您声明一个int类型时，系统分配内存来存储值，通常这个值会直接存储与栈中，而不是堆中。

值类型不可为空：int x = null （错误写法）。

可空值类型需要加？：int? x = null（正确写法）。

引用类型

引用类型不包含存储在变量中的实际数据，但它们包含对变量的引用。它们指的是一个内存位置。使用多个变量时，引用类型可以指向一个内存位置。如果内存位置的数据是由一个变量改变的，其他变量会自动反映这种值的变化。内置的引用类型有：object、dynamic和string。

• 对象（Object）类型

对象（object）类型是C#通用类型系统（Common Type System - CTS）中所有数据类型的终极基类。Object是System.Object类的别名。所以对象（Object）类型可以被分配任何其它类型（值类型、引用类型、预定义类型或用户自定义类型）的值。但是，在分配值之前，需要先进行类型转换。

当一个值类型转换为对象类型时，则被称为装箱；另一方面，当一个对象类型转换为值类型时，则被称为拆箱。

•  动态（Dynamic）类型

可以存储任何类型的值在动态数据类型变量中。这些变量的类型检查是在进行时发生的。

声明动态类型的语法：

dynamic <variable_name> = value;

例如：

dynamic a = 9;

动态类型与对象类型相识，但是对象类型变量的类型检查是在编译时发生的，而动态类型变量的类型检查是在运行时发生的。

• 字符串（String）类型

字符串（String）类型 允许您给变量分配任何字符串值。字符串（String）类型是System.String类的别名。它是从对象（Object）类型派生的。字符串（String）类型的值可以通过两种形式进行分配：引号和@引号。

最常见的用法是直接双引号：

string str = "hello world";

C# string字符串的前面可以加@（称作“逐字字符串”）将转义字符串（\）当作普通字符对待，比如

string str = @"c:\directory";

上面代码的意义等价于

string str = "c:\\directory";

@字符串中可以任意换行，换行符及缩进空格计算在字符串长度之内。列如

string str = @"<script type=""text/javascript"">
    <!--
    -->
</script>";

指针类型

指针是变量的内存地址，涉及到指针的代码必须写到unsafe代码块（或方法中）。

指针变量声明的一般形式为：

type* var-name;

下面是指针类型声明的实例：

int* p;          //p 是指向整数的指针
double* p;       //p是指向双精度数的指针
float* p;        //p是指向浮点数的指针
int** p;         //p是指向整数的指针的指针
int*[] p;        //p是指向字符的指针
char* p;         //p是指向浮点数的指针
void* p;         //p是指向未知类型的指针

在同一个声明中声明多个指针时，星号 * 仅与基础类型一起写入；而不是用作每个指针名称的前缀。 例如:

int* p1, p2, p3;       // 正确  
int *p1, *p2, *p3;     // 错误 

赋值地址用&，列如

int i = 10;
int* iptr = &i;

其中 *iptr 是 iptr 的值，而&iptr 是 iptr 的地址。

因为类是托管类型，受GC影响，内存地址不是固定的，引用类型不可声明为指针。而指针分配内存后，内存是固定的，所以如果要使用类中的数据，就需要用fixed关键字临时固定类的指针。列如：

// 将peopleObj.Age的地址传给整型指针agePtr
fixed (int* agePtr = &peopleObj.Age)
{
     *agePtr += 1; //这时peopleObj.Age的值就跟着变了      
}

fixed也可以用固定数组，例如：

int[] list = {10, 20, 100};
fixed(int* ptr = list)// 将整型数组赋值给ptr指针
 
// 如何使用这个指针？
// 如何获取地址？
(int)(ptr + 0)    //内存地址33221102
(int)(ptr + 1)    //内存地址33221106
(int)(ptr + 2)    //内存地址33221110

//如何获取值？
*(ptr + 0)     //10
*(ptr + 1)     //20
*(ptr + 2)     //100

说明：

C# 是一种高级编程语言，通常不鼓励直接使用指针，因为它们可以引起内存管理问题和安全问题。主要用于以下几种情况：

1. 与非托管代码交互：在某些情况下，您可能需要与非托管代码（如C/C++库或操作系统API）进行交互。指针可以用于传递数据或引用非托管内存区域。这通常需要使用unsafe关键字。

2. 性能优化：在某些情况下，使用指针可以提高性能，特别是在处理大型数据结构或执行计算密集型操作时。不过，应该小心使用指针，以避免潜在的错误和不安全的代码。

3. 数据结构操作：某些数据结构（如树、图、矩阵等）可能需要直接操作内存以实现高效的算法。指针可以用于这些情况，但必须小心谨慎。

在C#中，要使用指针，您需要在编译时启用unsafe上下文，然后使用fixed关键字来标记指针变量。以下是一个简单的示例：

unsafe void Example()
{
    int x = 10;
    int* ptr = &x; //声明一个指向整数的指针

    //使用指针来修改变量的值
    *ptr = 20;

    Console.WriteLine(x); //输出 20
}

要使用指针，您需要在项目属性中启用"允许不安全代码"选项。使用指针时要非常小心，以避免内存泄漏和潜在的安全漏洞。 C# 引入了指针类型的概念，以帮助程序员更容易地进行指针操作，但仍然需要小心谨慎。如果不熟悉指针和内存管理，最好避免使用它们，除非绝对必要。