.Net常见面试题整理（1）——值类型和引用类型
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前段时间准备换个工作，所以参加了几场面试，面试的中主要考察的是C#相关知识的掌握以及实际项目中的经验。项目经验没办法整理，每个人都不一样，但是考察的基础知识我们可以归纳总结，对自己是个整理总结提高的过程。
首先申明本人于2011年7月份毕业，目前工作约两年时间，面试的职位一般都是中级.Net工程师的职位。由于水平有限，文章中如果有错误或不到位的地方还请看到的大神指出，我一定改正。
好了，回到正题。类型一直是C#中最基本的问题，关于值类型和引用类型，我想每个C#程序员都知道“值类型保存在栈上，引用类型保存在堆上”。但是仅仅知道到这里是完全不够的，我们需要理解C#中的类型，了解为什么要有值类型和引用类型以及他们的特征。
一、值类型和引用类型的概念
值类型的实例是在线程栈上分配的（不能免俗的提起这句话），值类型的变量并没有一个指向实例的指针，而是变量中已经包含了实例本身的字段。
相应的引用类型的实例时在托管堆中分配的，返回的是一个指向实例对象的内存地址。
比如我们一个值类型的变量 valType, 他包含一个int的字段a，其值为5，他在栈和堆中的示意图为：
现有一个引用类型的变量refType，他指向RefType类的一个实例，下图为示意图：
另外我们都知道基元类型中除了string类型，其他的都是值类型，但是我们大部分人都没有发现他们之间的区别。只要我们进入各种基元类型的定义中就可以发现：string类型是一个class，而其他的值类型都是struct。翻阅资料发现了微软在定义值类型和引用类型的区别：
引用类型包括类和接口，所有的以class和interface修饰的类型都是引用类型；而值类型包括结构和枚举，所有的结构和枚举都是值类型。继续查找资料发现所有的结构都是抽象类型System.ValueType，所有的枚举都是派生自System.Enum类型的，而System.Enum类型也继承自System.ValueType类。所以我们可以得出值类型都是继承自System.ValueType的结论。
值类型还有一个重要的特征是因为结构是隐式密封的，所以我们没办法由自值类型来派生一个我们想要的类型来。例如我们无法从System.Int32（int）类派生出另外一个类型来。
二、为什么要有值类型
FCL中的绝大多数类型都是引用类型，那么为什么要有值类型呢？首先我们回顾下实例化一个引用类型的步骤：
1. 计算好在托管堆上分配的内存大小，包括该类型实例的所有字段的大小，以及在托管堆中的两个“额外成员”（《CLR via C#》中的翻译）：类型对象指针和同步块索引；
2. 在托管堆中分配指定大小的内存块；
3. 初始化对象的“类型对象指针”和“同步块索引”；
4、调用类型的构造函数，如果调用的是有参构造函数，则还要向其传入参数。注意，如果要实例化子类对象，则必须先调用父类的构造函数，一直会追溯到System.Object。这部分具体的可以参看《C#入门经典》相关章节。
如果所有的类型都是引用类型，那么我们程序的性能将显著下降。引用类型在性能方面还有一个重大的问题是垃圾回收。当没有变量指向某个对象时，那么该对象就会成为垃圾，就会成为GC回收的对象，而GC是相当耗费资源的。而使用值类型是不需要垃圾回收的，对象超过了其作用域就会自动销毁。
上面这段解释了为什么我们需要值类型，讲解了值类型在性能上的又是，那么我们为何还需要引用类型呢？
我们都知道值类型的传值是要复制整个对象的，而引用类型仅仅是复制指向实例对象的指针。而且值类型不能被继承，所以值类型适合一些比较轻量和简单的类型，否则同样会出现性能问题。
那么我们应该什么时候使用值类型呢：
必须满足以下所有条件，否则不要定义成值类型第一，类型具有基元类型的行为。类型简单，其中没有成员会修改类型的任何实例字段。第二，类型不需要从其他任何类型继承。第三，类型不会派生出其他任何类型。除了满足以上全部条件，还必须满足以下条件中的一个。第一，类型的实例较小（约是16字节或者更小）。第二，类型实例较大，但不作为方法的实参传递，也不通过方法返回。（这样即使很大但是不需实参传递，不会进行复制的操作）
到这里我们基本上把值类型和引用类型的一些基本知识了解完了，那么这部分面试官喜欢问什么问题呢？
值类型和引用类型的区别
1. 值类型分配在内存栈上，引用类型分配在托管堆上。当一个值类型的变量赋给另一个值类型的变量时，会执行一次逐字段的复制，而一个引用类型的变量赋给另一个引用类型的变量时，仅仅会复制对象的内存地址。
2. 基于上一条，多个引用类型的变量可以同时指向同一个对象，对其中的任何一个变量执行操作都会影响到另一个变量引用的对象。而每个值类型的变量都已经包含了自己的对象，所以对值类型对象的操作不会影响到另一个值类型变量。
3. 值类型包括结构和枚举，他们均间接或直接派生自System.ValueType类；引用类型包括类和接口，他们都派生自System.Object类（这一句是废话，所有的类型都派生自System.Object类，可说可不说）。
4. 值类型都是隐式密封的，不能将一个值类型作为基类来定义一个新的值类型或者引用类型，也因此值类型中不能包括虚方法（不能被继承，虚方法给谁重写呢）。
5、默认情况下，创建一个引用类型的变量时，他会被初始化为null；而创建一个值类型时，他的所有成员都会被初始化为0.
6. 值类型的变量一旦超过了其作用域，为他分配的内存就会被立即释放；而引用类型则会在托管堆里待一段时间，直到垃圾回收器将其回收。
7. 由于System.ValueType类重写了Equals方法，所以两个值类型的Equals方法会在两个对象的字段完全匹配的情况下返回true；而引用类型的Equals则会在两个变量引用同一个对象的情况下才返回true。（这一条不重要，不说也无所谓，但是如果被问到自己要有所了解）。
数组是值类型还是引用类型？
我第一次遇到的这个问题的时候并没有特别注意，但是心想他既然问这样的问题，应该是引用类型，所以坚定的回答”引用类型“，让面试官看不出来我是猜的。所以童鞋们以后如果遇到类似的问题，即使是猜的也要理直气壮，否则即使你答对了，面试官也知道你是猜的，在这个问题上还是会被扣分的。
数组类型的确是引用类型，可能有部分童鞋不承认，那我们简单的写一个验证方法：
#region 数组的类型 int[] intArray = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 }; int[] copyArray = intArray; intArray[0] = 9; Console.WriteLine(copyArray[0]); #endregion
输出为：9.
结构和类的区别
实际上就是值类型和引用类型的区别，对照着第一题回答就行了。
到这里，值类型和引用类型还有一个特别重要的点没有提到，那就是装箱和拆箱。实际上是一个很简答的问题，但是如果你不了解，在面试时会很难回答。并且在日常的工作中很有可能经常掉入装箱的陷阱，对程序的性能有较大的影响。所以我打算下一篇就将装箱和拆箱。
好了，第一篇写完了，希望大家给给建议，我希望和大家共同努力成长。
