一、值类型和引用类型的定义和区别
1.值类型包括基础类型(int、float、bool)、枚举类型enum、结构体类型struct。派生自System.ValueType(继承Object)。
引用类型包括类Class、接口Interface、委托delegate、数组ArrayList、字符串String。派生自Object。
扩展: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。
Vector3、Quaternion是值类型,GameObject、Transform是引用类型。
2.值类型存储的是变量实际的值,引用类型存储的是变量的内存地址,指向托管堆内存。
3.值类型存储在栈上,引用类型存储在托管堆上(地址存在栈上)。
扩展:栈是有序、连续的内存域,由系统自动分配和维护,需要在编译期间预先分配好内存大小。
堆是无序、不连续的内存域,由用户自己控制释放或者触发GC。
4.值类型在赋值时,会生成独立的数据副本,修改新值时,旧的变量不受影响。
引用类型在赋值时,传递的是内存地址,新数据和旧数据指向同一个托管堆数据,修改任意一个值时,另一个也会变化。
5.值类型不可以派生,不可以为空。引用类型可以派生,可以为空。
二、装箱和拆箱
装箱和拆箱的定义:
装箱是值类型转换为引用类型的过程 ;
拆箱是引用类型转换为值类型的过程。
int value = 10;
object obj = value; //装箱
int newValue = (int)obj; //拆箱
装箱和拆箱的内存操作:
装箱操作:
1.生成一个新的引用类型,在托管堆中分配内存。(分配内存)
2.将值类型数据拷贝到分配的内存中。(数据拷贝)
3.返回托管堆对象的地址。
拆箱操作:
1.获取托管堆中值类型部分字段的地址。
2.将引用对象的值拷贝到栈上的新实例中。
什么时候会发生装箱/拆箱:
1.一个包含参数类型为Object的方法,调用该方法时传入了值类型参数,会发生装箱。
2.使用非泛型容器(如ArrayList),将值类型加入容器时,会发生装箱。
如何避免装箱和拆箱的性能开销:
装箱操作会生成新的引用对象并赋值,并且造成GC,会造成较大的开销,因此需要尽量避免:
1.针对上述情况1,使用重载方法避免装箱。
2.针对上述情况2,使用泛型容器避免装箱。
3.对于多次装箱操作,可以考虑提前进行显式装箱,减少装箱次数。
三、值类型和引用类型的嵌套
1.值类型嵌套定义引用类型(struct结构包含class):
值类型嵌套定义引用类型时,栈上将保存该引用类型的地址,而实际的数据则依然保存在托管堆中。
//值类型嵌套定义引用类型的情况
public struct Temp
{
//结构体字段,注意:结构体中字段不能被初始化
private TestClass testClass;
//结构体的构造函数,注意:结构体中不能显式定义无参的构造函数
public Temp(TestClass t)
{
if(t ==null)
thrownewArgumentNullException("t");
testClass = t;
testClass.x =10;
testClass.y =20;
}
}
2.引用类型嵌套定义值类型(class包含值类型):
i.类的字段类型是值类型,它将作为引用类型实例的一部分,被分配到托管堆中。
ii.但那些作为局部变量的值类型,则仍然会被分配到线程栈中。
public classTest
{
// num作为引用类型的一部分被分配到托管堆上
private int num =10;
public void Temp()
{
// d被分配到线程栈上
double d =3.14;
}
}