C#基础系列之值类型和引用类型的深入理解

值类型和引用类型

C#中的变量可以分为值类型和引用类型两种。所谓值类型，就是它们在内存中直接存储它们的值，而引用类型则存储对象在内存中的地址。常见的值类型包括整型、浮点型、布尔型和枚举类型，而常见的引用类型包括类、接口、数组和委托等。

值类型使用堆栈空间存储，可以直接访问，速度较快，但是数据量较小，一般在32位系统中为4字节，在64位系统中为8字节。而引用类型的大小是由它们指向的对象所决定的，通常要进行堆内存的分配和释放，速度较慢。

值类型的特点

1. 存储在堆栈中；
2. 直接包含变量的值，速度快；
3. 分配和销毁速度快；
4. 值类型不能为 null；
5. 值类型实例之间的比较，是比较它们的值是否相等；

下面以整型变量为例展示值类型：

int x = 10; // x 是值类型
int y = x;
y = 20; // x 不会改变

同样是整型，x和y是两个不同的变量，它们在内存中分别存储它们的值，x=10，y=20。将y赋值给x之后，x和y的值都是10。当我们将y的值修改为20时，x的值不会随之改变。

引用类型的特点

1. 存储在堆中；
2. 存储的是一个指向对象的地址；
3. 分配和销毁需要额外的处理；
4. 引用类型可以为 null；
5. 引用类型实例之间的比较，是比较它们的引用是否相等；

下面以类为例展示引用类型：

class Person {
    public string Name { get; set; }
}

Person p1 = new Person() { Name = "Jay" }; // p1 是引用类型
Person p2 = p1; // p1 和 p2 引用同一个对象
p2.Name = "Bob";
Console.WriteLine(p1.Name); // 输出 "Bob"

在这个例子中，我们使用了一个Person类，它存储了一个人的姓名。首先，我们创建了一个名为p1的Person对象，并设置了它的Name属性为"Jay"。然后，我们将p1赋值给了p2，这样p1和p2都指向同一个Person对象。当我们修改p2的Name属性时，p1的Name属性也会发生改变，这是因为它们引用同一个对象。

总结

值类型和引用类型有各自的特点。在开发过程中，我们需要根据实际情况使用不同的类型。通常情况下，如果我们需要存储一个简单的数值类型或者枚举类型等，那么我们可以使用值类型，如果我们需要使用一个较为复杂的对象，那么我们可以使用引用类型。

示例1：值类型

enum Gender { Male, Female }
struct Person {
    public string Name { get; set; }
    public Gender Gender { get; set; }
}
Person p1 = new Person { Name = "Tom", Gender = Gender.Male };
Person p2 = p1;
p2.Name = "Jerry";
Console.WriteLine(p1.Name); // 输出 "Tom"

在这个示例中，我们定义了一个结构体Person，它包含一个Name属性和一个Gender属性。我们创建了一个Person对象p1，并设置它的Name为"Tom"，然后将其赋值给p2。接着，我们修改了p2的Name属性为"Jerry"，但p1的Name属性却没有发生改变，这是因为Person是一个结构体，它是一个值类型。

示例2：引用类型

class Cat {
    public string Name { get; set; }
    public void Speak() {
        Console.WriteLine($"{Name}说：喵~");
    }
}
Cat c1 = new Cat { Name = "Tom" };
Cat c2 = c1;
c2.Name = "Jerry";
c1.Speak(); // 输出 "Jerry说：喵~"

在这个示例中，我们定义了一个Cat类，它包含一个Name属性和一个Speak方法。首先，我们创建了一个Cat对象c1，并设置它的Name为"Tom"，然后将其赋值给c2。接着，我们修改了c2的Name属性为"Jerry"，并调用c1的Speak方法，发现输出的是"Jerry说：喵~"，这是因为Cat是一个类，它是一个引用类型。