【C# .Net】List循环add，出现数据相同现象? 引发对引用类型和值类型的底层逻辑的思考。

赶项目时发现了一个问题，定义一个引用对象，如果在循环外定义对象，在循环内list.add(object)。最后的结果却是所有的对象值都是一样的，即每add一次，都会把之前的数据覆盖。

解决方法：把对象在循环里new就行了，这样并不会造成很大的内存消耗，因为循环结束new的对象很快都被GC了。

虽然解决了此问题，但想感觉里面的逻辑有点意思，想深入了解里面包含了一些.net底层存储的知识，引用类型和值类型的区别，还有String这个特殊的引用类型的探究。

 

首先说一下结论：对于List<T>来说，如果T是引用类型，那保存的是引用，如果是值类型，保存的是值本身。

下面是demo，分别是 object，int ，string 。

         

结果分别是：

              

如果不在循环内部创建对象， 一般情况下，引用类型（除了string）会被覆盖，而值类型不会被覆盖，这是什么原因呢？

分析：

请观察下图，new User1对象，然后用User2 = User1 给User2 赋值。

 

值类型（int，stuct，bool，enum，float，decimal），声明后，无论是否有值，编译器先分配其内存（分配在栈）。

引用类型（object，interface，delegate，array）引用类型当声明一个类时，只在栈中分配内存用于容纳地址，而此时并没有为其分配堆上的内存空间。当new 一个实例时，分配至堆上，并把堆的地址保存到栈上。

回到上面的例子，对于引用类型，在循环外new了 user 对象后，这个对象的引用地址就确定了。到第二次ladd时，list[0]中保存的User对象和list[1]对象是同一个对象，使用的是同一个地址，也就是说在添加list[1]是，list[0]也被修改了，因为它俩指针指向同一个地址，结果就是list都是最后的list[i]的数据。 

 

其他：String是一种特殊的引用类型

String类型直接继承自Object，这使得它成为一个引用类型，也就是说栈上不会有任何字符串。但是与其他引用类型不同是，string具有不变性。

String的不变性：

String的值改变时，会检查内存，如果与原来的值不同，则会重新分配内存空间，分配地址到栈上，数据到堆上，而不会影响到原有的值。

这个原因也是为什么字符串大范围修改要用StringBuilder，而不是string，每次改变string时，会消耗内存，频繁的处理string对象，会消耗大量的内存。

 

发散一下思考：

出现以下情况是因为 == 如果比较的是引用类型，那么比较的是引用地址指向的数据是否是同一个，而不是底层对象的实际值。

public class A
{
　　public string Name;
　　public A(string n) { Name = n; }
}

A a1 = new A("sima");
A a2 = new A("sima");
Console.WriteLine(a1 == a2);     // False
A a3 = a1;
Console.WriteLine(a1 == a3);     // true

 

第二种问题，无法交换两个string。

出现以下原因是因为，参数传递是默认是值传递，Swap方法中的a,b是新在栈中开辟的内存数据，并非参数本身。

 解决方法也很简单：使用ref关键字传参改为引用传递。

P.S string是特殊的引用类型，值存储在栈上。

       

 

 

 

 再进一步思考，比如 List 这种东西就有一个奇怪的事情。如果在传参的时候直接把List变为空，竟然无法修改值，引用类型为什么无法修改原有的值

 但是如果我对List进行Add 或者Remove 或者赋值的时候原来的值还是会改变？？？

            

 

 

 思考了许久，看了下上文描述引用类型标红语句 引用类型当声明一个类时，只在栈中分配内存用于容纳地址，而此时并没有为其分配堆上的内存空间

再参考了栈堆分配的图，明白了为什么会这样。

因为 List (a1) 在主方法是  值传递过去 创建副本List(a2) 这个栈中属于不同的两个内存，但是他们储存的引用地址是一样的，指向的是堆中同一个内存。

所以副本 List(a2) =null 不影响 List(a1) ，但是对引用到的堆中的数据的修改，会使得指向同一个堆的两个不同 List(a1) List(a2) 结果相同。