C# 堆与栈

一、在讲堆栈之前，我们先看看值类型和引用类型：

1，我们看看值类型与引用类型的存储方式：

引用类型：引用类型存储在堆中。类型实例化的时候，会在堆中开辟一部分空间存储类的实例。类对象的引用还是存储在栈中。

值类型：值类型总是分配在它声明的地方，做为局部变量时，存储在栈上；类对象的字段时，则跟随此类存储在堆中。

什么是堆什么是栈我们后面解释。

图1-1

2，我们再看看引用类型与值类型的区别：

①引用类型和值类型都继承自Systerm.Object类。不同之处，几乎所有的引用类型都是直接从Systerm.Object继承，而值类型则是继承Systerm.Object的子类Systerm.ValueType类。

②我们在给引用类型的变量赋值的时候，其实只是赋值了对象的引用；而给值类型变量赋值的时候是创建了一个副本（副本不明白？说通俗点，就是克隆了一个变量）。

文字不够形象？我们上代码看看

图1-2

3，我们再看看引用类型和值类型的内存分配情况（我们对着代码与图看）

图1-3

图1-4

看了图1-3和图1-4之后，你们可能问我了：你是怎么知道变量在栈中的地址的。嘿嘿，等下教你用c#玩指针

从上面两张图我们可以看出：

①栈的结构是后进先出，也就是说：变量j的生命周期在变量s之前结束，变量s的生命周期在变量i之前结束，

②栈地址从高往底分配

③类型的引用也存储在栈中

二、对于堆和栈的详细介绍，我们往下看。

1,有人老是搞不明白堆和栈的叫法。我来解释下：

堆：在c里面叫堆，在c#里面其实叫托管堆。为什么叫托管堆，我们往下看。

栈：就是堆栈，因为和堆一起叫着别扭，就简称栈了。

2,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。

3,有人老是搞不清楚内存堆栈与数据结构堆栈，我们来看看什么是内存堆栈，什么是数据结构堆栈

①数据结构堆栈：是一种后进先出的数据结构，它是一个概念，图4-1中可以看出，栈是一种后进先出的数据结构。

②内存堆栈：存在内存中的两个存储区（堆区，栈区）。

　　　　　　栈区：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

　　　　　　堆区：存放着引用类型的对象，由CLR释放

三、最后我们用c#玩一玩指针

1，首先右键项目-->属性-->生成-->勾选允许不安全代码

2，在写不安全代码的时候需要加上unsafe

//标记类
unsafe public class Student
{
    //标记字段
    unsafe int* pAge;
    //标记方法
    unsafe void getType(int* a)
    {
        //标记代码段
        unsafe
        {
            int* pAbc;      //声明指针语法
        }
    }
}

3，指针的语法

unsafe
{
    int* pWidth, pHeight;
    double* pResult;
    byte*[] pByte;
    //&：表示“取地址”,并把一个值数据类型转换为指针，例如，int转换为*int。这个运算称为【寻址运算符】
    //*：表示“获取地址内容”，把一个指针转换为一个值数据类型（例如：*float转换为float）。这个运算符被
        //称为“间接寻址运算符”（有时称“取消引用运算符”）
    int a = 10;//声明一个值类型，给它赋值10
    int* pA, pB;//声明2个指针
    pA = &a;//取出值类型a的地址，赋值给指针pA
    pB = pA;//把指针pA的地址赋值给pB
    *pB = 20;//获取pB指向的地址内容，并赋值20
    Console.WriteLine(a);//输出20
}

4，将指针强制转化为整数类型(只能转化为uing、long、ulong类型)

int a = 10;
int* pA, pB;
pA = &a;
uint address = (uint)pA;//将指针地址强制转换为整数类型
pB = (int*)address;//将整数类型强制转换为指针
*pB = 20;//指针指向a
Console.WriteLine(a);//输出20

5，指针类型的强制装换

int b = 10;
int* pIa;
double* pDa;
pIa = &b;
pDa = (double*)pIa;//将int*强制转换成double*

6，void指针（不指向任何数据类型的指针）

int c = 10;
int* pAA;
pAA = &c;
void* pVa = (void*)pAA;//转换viod指针

7，指针算数的运算（不允许对void指针进行运算）

int d = 10;
int* pId;//如果地址为100000
pId = &d;
pId++;//结果：100004（int类型的大小为4个字节）

8，结构指针：指针成员访问运算符

①指针不能只想任何引用类型
②结构里面不能包含引用类型

MyStruct* pStruct;
MyStruct ms = new MyStruct();
pStruct = &ms;
//--取地址内容赋值为10
(*pStruct).X = 10;
pStruct->X = 10;
//--取地址赋值给pIs
int* pIs1 = &(ms.X);
int* pIs2 = &(pStruct->X);
//结构
struct MyStruct
{
        public int X = 1;
        public int Y = 2;
}

9，类成员指针

Person p = new Person();
fixed (int* pIp1 = &(p.X), pIp2 = &(p.Y))
{
}//pIp1和pIp2的生命周期
//类
class Person
{
     public int X;
     public int Y;
}

10，有趣的实验

unsafe
{
//有趣的问题：为什么b的值改变了
//回答：因为i的地址指向了b
int a = 10;
int b = 20;
int* i;
i = &a;//将a的地址赋值给指针i
i -= 1;//将i的地址-1（相当于向下移动4个字节（int类型的大小为4个字节））
*i = 30;//取出i指针指向的内容赋值为30
Console.WriteLine(b);//输出30
}