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C#中值類型和引用類型的使用與比較

更新時(shí)間：2023年07月30日 08:39:32 作者：天行健君子以自強(qiáng)

在C#中，數(shù)據(jù)類型分為值類型和引用類型兩種，引用類型變量存儲(chǔ)的是數(shù)據(jù)的引用，而值類型變量直接存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，下面小編就來(lái)和大家講講這二者的使用與區(qū)別吧

在C#中，數(shù)據(jù)類型分為值類型和引用類型兩種。引用類型變量存儲(chǔ)的是數(shù)據(jù)的引用，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)堆中，而值類型變量直接存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。對(duì)于引用類型，兩個(gè)變量可以引用同一個(gè)對(duì)象。因此，對(duì)一個(gè)變量的操作可能會(huì)影響另一個(gè)變量引用的對(duì)象。對(duì)于值類型，每個(gè)變量都有自己的數(shù)據(jù)副本，并且對(duì)一個(gè)變量的操作不可能影響另一個(gè)變量。

值類型（Value Type）

所有的值類型都繼承自ValueType類，它通過(guò)重載Object的虛方法來(lái)更好地適應(yīng)值類型。

雖然ValueType是值類型的隱式基類，但不能直接創(chuàng)建繼承自ValueType的類。

值類型包含以下兩種：

結(jié)構(gòu)類型(Structure Type)，用于封裝數(shù)據(jù)和相關(guān)的功能，包括自定義結(jié)構(gòu)體和內(nèi)置結(jié)構(gòu)體(如：整型、浮點(diǎn)類型、布爾型、字符型和值元組)
枚舉類型(Enum Type)，由一組命名常量定義，表示一個(gè)選項(xiàng)或選項(xiàng)組合。

結(jié)構(gòu)類型直接繼承自System.ValueType, 而枚舉類型則是繼承自System.Enum。

值類型是可以為空的，用System.Nullable<T> (或T?)泛型類型來(lái)表示，如：int?、bool?。因此，System.Nullable<T>本身也是一種值類型。

public struct Nullable<T> where T : struct

可以使用Struct約束來(lái)指定一個(gè)類型參數(shù)是不可空的值類型（結(jié)構(gòu)類型和枚舉類型都滿足約束）。

值類型不能被繼承，因?yàn)樗兄殿愋妥罱K會(huì)編譯成終結(jié)類(sealed)，但結(jié)構(gòu)體可以實(shí)現(xiàn)接口。

下面是一個(gè)自定義的結(jié)構(gòu)體：

public struct Location
{
    public double X;
    public double Y;
    public Location(double x, double y) => (X, Y) = (x, y);
}

分別實(shí)例化具有相同數(shù)據(jù)的值對(duì)象a和b，進(jìn)行相等判斷，輸出結(jié)果如下。由此可見(jiàn)：值類型相等比較的是數(shù)據(jù)本身。

var a = new Location(1,2);
var b = new Location(1,2);
var c = new Location(1,3);
Console.WriteLine(a.Equals(b)); // true
Console.WriteLine(b.Equals(c)); // false

引用類型（Reference Type）

最常見(jiàn)的引用類型就是類(class), 還包括字符串、數(shù)組、委托、接口、記錄等。所有引用類型都繼承自O(shè)bject。

字符串(string)：一種特殊的引用類型，它不能被繼承，具有不可變性，但用法上更像是值類型。

string a = "123";
string b = a;
a = "456";
Console.WriteLine(a);  // "456"
Console.WriteLine(b);  // "123"

記錄(record): C#9.0中引入，它不是一個(gè)新的語(yǔ)法，而是語(yǔ)法糖。用來(lái)定義一個(gè)引用類型，該類型提供內(nèi)置封裝數(shù)據(jù)功能。

public record Person(string FirstName, string LastName);

下面是一個(gè)自定義的類：

public class Location
{
    public double X;
    public double Y;
    public Location(double x, double y) => (X, Y) = (x, y);
}

同樣分別實(shí)例化具有相同數(shù)據(jù)的引用對(duì)象a和b，進(jìn)行相等判斷，輸出結(jié)果如下。由此可見(jiàn)：引用類型相等比較的是引用地址，而不是數(shù)據(jù)本身。

var a = new Location(1,2);
var b = new Location(1,2);
var c = b;
Console.WriteLine(a == b); // false
Console.WriteLine(a.Equals(b)); // false
Console.WriteLine(b == c); // true