值类型

老生常谈

所有的类型可以划分为两类：值类型和引用类型。他们的区别在于复制策略的差异，后者又造成每种类型在内存中的存储位置不同。

值类型

　　值类型直接包含值。换句话说，变量引用的位置就是值在内存中实际存储的位置。因此，将一个变量的值赋值给另一个变量时，会在新变量的位置创建原始变量的值的一个内存副本。所以，更改第一个变量的值是不会影响第二个变量的值。将值类型作为参数传递给方法时，也会生成一个内存副本。

　　值类型所需要的内存量会在编译时固定下来，且不会在运行时改变。

引用类型

　　引用类型存储的是对一个内存地址的引用，要去该位置才能找到真正的数据。因此，要访问数据，“运行时”要从变量中读取内存的位置，然后跳转到包含数据的位置。

　　引用类型的访问需要一次额外的跳转，所以速度似乎会慢一些。然而，将一个引用类型的变量赋值给另一个引用类型的变量，只会多出地址的一个内存副本（32位处理器只需要一个32位的地址，64位处理器值需要一个64位的地址），它在内存的利用率上更好一些。在数据较大的情况下，由于不需要复制实际数据，所以引用类型比值类型更有效。

　　除了string和object，C#基本类型都是值类型。

一、结构

　　定义一个自定义的值类型。

    internal struct Angle
    {
        public Angle(int hours, int minutes, int seconds)
        {
            _hours = hours;
            _minutes = minutes;
            _seconds = seconds;
        }
        public int Hours {
            get { return _hours;}
        }
        private readonly int _hours;
        public int Minutes {
            get { return _minutes; }
        }
        private readonly int _minutes;
        public int Seconds {
            get { return _seconds; }
        }
        private readonly int _seconds;

        public Angle Move(int hours, int minutes, int seconds)
        {
            return new Angle(Hours + hours, Minutes + minutes, Seconds + seconds);
        }
    }

View Code

　　虽然语言本身未做要求，但作为一个良好的习惯，我们应该确保值类型是不可变。换句话说，一段实例了一个值类型，那么这个实例就不能修改。如果要修改，应创建一个新的实例（如上面代码Move方法）。

二、装箱

　　值类型转换成引用类型的过程叫装箱（boxing），相反的过程称为拆箱（unboxing）。装箱过程：

　　1.在堆中分配好内存。将用于存放值类型的数据及少许额外开销（一个SyncBlock-Index以及方法表指针）。

　　2.接着发生一次内存复制动作，栈上值类型数据复制到堆上分配好的位置。

　　3.最后，引用类型对象引用得到更新，指向堆上的位置。

　　不允许在locak()语句中使用值类型。

　　lock语句：用于同步代码。实际会编译为System.Threading.Monitor的Enter()和Exit()方法。这两个方法必须成对调用。

　　　　　　　　Enter()记录由其唯一的引用型参数传递的一个lock，这样，使用相同的引用调用Exit()的时候，就可以释放该lock。使用值类型的问题在于装箱，每次Enter()和Exit()时，都会在堆上创建一个新值。将一个副本的引用和另一个不同副本的引用进行比较，总会返回false。所以无法将Enter()与对应的Exit()钩到一起。

　　避免拆箱

　　　　拆箱指令不包括将数据复制回栈的动作。有些语言可以直接访问堆上的值类型，但在C#中，只有当值类型做为引用类型的一个字段访问时才可能这样。

　　　　由于接口是引用类型，所以通过接口访问已装箱的值时，拆箱和复制是可避免的。

　　　　int number=12;

　　　　object o;

　　　　//boxing

　　　　o=number;

　　　　//避免拆箱

　　　　string text=((IFormattable)o).ToString();

　　　　当调用值类型的接口方法时，实例必须是一个变量，因为方法可能会改变值。由于拆箱会生成一个托管地址，“运行时”就会有一个存储位置和一个变量。结果，运行时值传递接口的托管地址，并不需要拆箱操作。

　　　　除此之外，调用一个struct 的ToString()方法（它重写object的ToString()方法），也不需要执行unboxing。在编译时，显然会调用struct重写的ToString()方法，因为所有值类型都是密封的。

三、枚举

　　枚举的基础类型不能是char.

　　枚举之间的类型兼容性

　　　　C#不支持两个不同枚举数组的直接转型，办法是先转型为一个数组，在转型为第二个枚举。