C#值类型、引用类型（堆和栈）

栈和堆

（栈的内存是自动释放的，堆内存是.NET中会由GC来自动释放）

栈（Stack）

• 栈是一种只能先进后出的内存结构。
• 存放函数的参数、局部变量、返回数据等值，由编译器自动释放
• 栈只能在一端对数据进行操作，也就是栈顶端进行操作。
• 栈也是一种内存自我管理的结构，压栈自动分配内存，出栈自动清空所占内存
• 栈中的内存不能动态请求，只能为大小确定的数据分配内存，灵活性不高，但是栈的执行效率很高
• 栈的可用空间并不大，所以我们在操作分配到栈上的数据时要注意数据的大小带来的影响

堆（Heap）

• 在c里面叫堆，在c#里面其实叫托管堆。托管堆不同于堆，它是由CLR（公共语言运行库(Common Language Runtime)）管理，当堆中满了之后，会自动清理堆中的垃圾。所以，做为.net开发，我们不需要关心内存释放的问题。
• 相比栈只能在一端操作，堆中的数据可以随意存取。
• 能存储大量数据，而且堆能够动态分配存储空间
• 但堆的结构使得堆的执行效率不如栈高，而且不能自动回收使用过的对象

概念

值类型直接存储其值，而引用类型存储对其值的引用

• 值类型派生自 System.ValueType,System.ValueType又派生自System.Objcet
• 引用类型派生自 System.Objcet
• 

值类型：

byte，short，int，long，float，double，decimal，char，bool 和 struct 统称为值类型。
（decimal 关键字指示 128 位数据类型。 与浮点型相比，decimal 类型具有更高的精度和更小的范围，这使它适合于财务和货币计算。）

引用类型：

string 和 class、interface、delegate 、Dynamic 、Object 、数组统称为引用类型。
数组（派生于System.Array）

值类型特点

• 值类型变量声明后，不管是否已经赋值，编译器为其分配内存。

• 值类型的实例通常是在线程栈上分配的（静态分配），但是在某些情形下可以存储在堆中。例如：数组中的元素，引用类型中的值类型的字段，迭代器中的局部变量、闭包情况下匿名函数（lamda）中的局部变量。这些如果值类型分配在线程栈上，有可能出现线程栈中的方法已经调用结束，但是还会访问这些值的情况，可能随着被调用方法的返回而被清除掉。

引用类型特点

• 引用类型当声明一个类时，只在栈中分配一小片内存用于容纳一个地址，而此时并没有为其分配堆上的内存空间。当使用 new 创建一个类的实例时，分配堆上的空间，并把堆上空间的地址保存到栈上分配的小片空间中。
• 引用类型的对象总是在进程堆中分配（动态分配）。

例子

实际上，对于数组：
TestType[] testTypes = new TestType[100];
如果TestType是值类型，则会一次在托管堆上为100个值类型的元素分配存储空间，并自动初始化这100个元素，将这100个元素存储到这块内存里。
如果TestType是引用类型，则会先在托管堆为testTypes分配一次空间，并且这时不会自动初始化任何元素（即testTypes[i]均为null）。等到以后有代码初始化某个元素的时候，这个引用类型元素的存储空间才会被分配在托管堆上。

区别

相同点：

• 引用类型可以实现接口，值类型当中的结构体也可以实现接口；

• 引用类型和值类型都继承自System.Object类。

1）范围方面

• C#的值类型包括：结构体（数值类型、bool型、用户定义的结构体），枚举，可空类型。

• C#的引用类型包括：数组，用户定义的类、接口、委托，object，字符串。

2）内存分配方面：

• 数组的元素不管是引用类型还是值类型，都存储在托管堆上。

• 引用类型在栈中存储一个引用，其实际的存储位置位于托管堆。简称引用类型部署在托管推上。而值类型总是分配在它声明的地方：作为字段时，跟随其所属的变量（实 例）存储；作为局部变量时，存储在栈上。（栈的内存是自动释放的，堆内存是.NET中会由GC来自动释放）

3）适用场合

• 值类型在内存管理方面具有更好的效率，并且不支持多态，适合用做存储数据的载体；引用类型支持多态，适合用于定义应用程序的行为。

• 引用类型可以派生出新的类型，而值类型不能，因为所有的值类型都是密封（seal）的；

• 引用类型可以包含null值，值类型不能（可空类型功能允许将 null 赋给值类型，如 int? a = null; ）；

• 引用类型变量的赋值只复制对对象的引用，而不复制对象本身。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。

• 值得注意的是，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，即 直接继承System.ValueType。即System.ValueType本身是一个类类型，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

转载：https://blog.csdn.net/qq_32175379/article/details/116903015