值类型跟引用类型

做功能性开发甚至架构设计久了，往往会忽略了对基础只是的总结与学习，而基础知识掌握的精通与否，其实很大程度上影响着代码的逻辑深层机制，是解决机制的而非逻辑的问题，这篇我详细研磨下值类型跟引用类型。

既然要研磨值类型跟引用类型，则必然逃不过堆栈，那么堆、栈、堆栈到底是什么呢？我们应该怎样理解堆栈呢？

计算术语：

堆：堆（heap)是计算机科学中一类特殊的数据结构的统称。堆通常是一个可以被看做一棵树的数组对象。存放在二级缓存，生命周期由虚拟机的垃圾回收算法来决定，所以调用这些对象的速度相对来说要慢些，由程序员分配释放，分配方式类似链表。

栈：栈（stack）又名堆栈，它是一种运算受限的线性表。先进后出，其限制是仅允许在表的一端进行插入和删除运算。这一端被称为栈顶，相对地，把另一端称为栈底。使用一级缓存，调用完立即释放。由操作系统自动分配释放，类似数据结构中栈。

堆栈：什么是堆栈？又该怎么理解呢？其实堆栈本身就是栈，只是换了个抽象的名字。后进先出(LIFO)队列

上面是关于堆、栈的一些基本定义及区别，下面做一些详细的比较：

堆：

①堆通常是一个可以被看做一棵树的数组对象。堆总是满足下列性质：
  ·堆中某个节点的值总是不大于或不小于其父节点的值；
  ·堆总是一棵完全二叉树。
   将根节点最大的堆叫做最大堆或大根堆，根节点最小的堆叫做最小堆或小根堆。常见的堆有二叉堆、斐波那契堆等。
②堆是在程序运行时，而不是在程序编译时，申请某个大小的内存空间。即动态分配内存，对其访问和对一般内存的访问没有区别。
③堆是应用程序在运行的时候请求操作系统分配给自己内存，一般是申请/给予的过程。
④堆是指程序运行时申请的动态内存，而栈只是指一种使用堆的方法(即先进后出)。

栈：

①栈（stack）又名堆栈，它是一种运算受限的线性表。其限制是仅允许在表的一端进行插入和删除运算。这一端被称为栈顶，相对地，把另一端称为栈底。

②栈就是一个桶，后放进去的先拿出来，它下面本来有的东西要等它出来之后才能出来（先进后出）

③栈(Stack)是操作系统在建立某个进程时或者线程（在支持多线程的操作系统中是线程）为这个线程建立的存储区域，该区域具有FIFO的特性，在编译的时候可以指定需要的Stack的大小。

堆、栈区别总结：

1.堆栈空间分配 

 ①栈（操作系统）：由操作系统自动分配释放 ，存放函数的参数值，局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈。

 ②堆（操作系统）： 一般由程序员分配释放， 若程序员不释放，程序结束时可能由OS回收，分配方式倒是类似于链表。

2.堆栈缓存方式 

①栈使用的是一级缓存， 他们通常都是被调用时处于存储空间中，调用完毕立即释放。

②堆则是存放在二级缓存中，生命周期由虚拟机的垃圾回收算法来决定（并不是一旦成为孤儿对象就能被回收）。所以调用这些对象的速度要相对来得低一些。

3.堆栈数据结构区别 

①堆（数据结构）：堆可以被看成是一棵树，如：堆排序。

②栈（数据结构）：一种先进后出的数据结构。

 

开始引用正题，到底什么是值类型、什么是引用类型呢？

1.通用类型

C#中，变量是值还是引用取决于其数据类型。

C#的基本数据类型都以平台无关的方式来定义。C#的预定义类型并没有内置于语言中，而是内置于.NET.Framework中。.NET使用通用类型（CTS）定义了可以在中间语言（IL）中使用的定义数据类型，所有面向.NET的语言都最终被编译成IL，即编译为基于CTS类型的代码。

例如，在C#中声明一个int变量时，声明的实际上是CTS中System.Int32的一个实例。这具有重要的意义

      ※ 确保IL上的强制类型安全；

      ※ 实现了不同.NET语言的互相操作性；

      ※ 所有的数据类型都是对象。它们可以有方法，属性、等，例如：

int i;
i = 1;
string s;
s = i.ToString();

一下关系图，说明了这几种数据类型是如何相关的。注意，类型的实例可以只是值类型或自描述类型，即使这些类型有子类别也是如此。

类型的类别：

2.值类型

C#的所有值类型均隐式派生自System.ValueType；

结构体：struct（直接派生于System.ValueType）

可空类型：派生于System.Nullabe<T>泛型结构体，T?实际上是System.Nullabel<T>的别名。

decimal型：用于财务计算的高精度decimal型：decimal（System.Decimal）

每种值类型均有一个隐式的默认构造函数来初始化该类型的默认值。例如：

            int i = new int();
            //等价于
            Int32 i = new Int32();//引用System
            //等价于
            int i = 0;
            //等价于
            Int32 i = 0;

 

引用类型和值类型都继承自System.Object类。不同的是，几乎所有的引用类型都直接从System.Object继承，而值类型则继承其子类，及System.ValueType,System.Object直接派生于System.Object。即System.ValueType本身上一个类类型，而不是值类型。其关键在于ValueType重写了Equals()方法，从而对值类型按照实例的值来比较，而不是引用地址来比较。

 

3.引用类型

C#有以下引用类型：

可以看出：

引用类型与值类型相同的是，结构体也可以实现接口；

引用类型可以派生出新的类型，而值类型不能；

引用类型可以包含null值，值类型不能（可空类型功能将null赋值给值类型）；

引用类型变量的赋值只复制对象的引用，而不是复制对象本身。而将一个值类型变量赋给另一个值类型变量时，将复制包含的值。

string在实际的使用中，让人很容易误以为复制了值，就像值类型一样，实际上.NET对string类型做了享元处理。