Coding with passion

前几天写了一篇介绍 ref 使用方法的文章：正确理解 C# 中的 ref 关键字，用于帮助大家加深对 ref 使用方法的了解。看来还是有部分兄弟姐妹没有完全搞明白:( 那我就再加上一篇，讲述得清楚一些。有不对的地方请指出，大家共同提供，呵呵。

C# 中的变量

依据网上的一些文章介绍，要了解 C# 对内存的处理，首先要了解 C# 中的变量，以及变量的值是什么。在 C# 中，一个变量仅仅用于连接一个名称（这个名称当然就是变量名了，我们在代码中用到的）和一小块内存。一个变量有它的值，也就是这小块内存中存储的值。至于这小块内存的大小，以及如何解释其中存储的数据，则是和变量的类型（值类型和引用类型）相关的；这也就是值类型和引用类型的区别所在。

一个引用类型的变量的值永远是 null 或者一个引用。如果是引用，则它一定会指向一个相对应的对象实例。比如：一个申明为 Stream s 的变量一定会是 null 或者指向一个 Stream 类的实例（当然也可能是 FileStream, MemoryStream 等子类的实例）。而这个变量的大小则永远是一个引用所需的大小，和其指向实例的大小是没有关系的。在 32 位系统上，引用的大小是 4 个字节。

而值类型则不同！一个值类型变量的值（所对应内存块中存储的数据）则永远是其对应实例的值。比如，我们定义了一个 struct：

public struct MyStruct
{
  public int a;
  public int b;
}
MyStruct m1 = new MyStruct();

在这里，变量 m1 的值则是两个整数，而不是一个指向两个整数的引用。其内存中的存储的数据大小也就是 8 个字节，而不是引用所需的 4 个字节了。

讲到这里，大家也就会明白为什么值类型是按值传递（copy整个对象中的数据，对新对象数据的修改是不会影响到原对象的），而引用类型是按引用传递（仅仅 copy 的是引用--暂时可以把它当作内存地址吧）了！而不仅仅是看它们各自的名称，呵呵。在 C# 中，值类型因为都是按值传递，所以也就不存在对象生命周期，引用计数啊什么的。在 unsafe 的情况下，我们甚至还可以像 C++ 中的那样申明值类型的指针！但是对于引用类型，这确是不行的。我想，C#中，引用类型的对象都是由系统来管理的；如果再允许我们用指针来指来指去的，整个程序非得乱套了不可！

那么我们再来看看上次那些 C# 的代码

// ----------------------------------------
// MyClass definition
public class MyClass
{
  public int Value;
}


// ----------------------------------------
// Tester methods
public static void TestRef(ref MyClass m1)
{
  // 这里的 m1 也就相当于大家所说的指向指针的指针：
  // m1 指向 Main 中的 m，而 m 则指向那个实际的 MyClass 的实例
  // 相当于 C++ 中的
  // MyClass** m1 = &m;
  // (*m1)->Value = 10;
  //
  m1.Value = 10;
}

public static void TestNoRef(MyClass m1)
{
  // 这里是一个普通的传递引用类型的例子。相当于：
  // MyClass m1 = m;
  // m1.Value = 20;
  //
  // m1 复制了 m 中的内容，也就是说现在 m1 也和 m 一样，指向了 m 指向的实例
  // 所以这里对 m1 的修改也会影响到 Main 中的 m。
  //
  m1.Value = 20;
}

public static void TestCreateRef(ref MyClass m1)
{
  // 这里的 m1 也是一个指向引用的引用：
  // m1 指向 Main 中的 m，而 m 则指向那个实际的 MyClass 的实例
  // 相当于 C++ 中的
  // MyClass** m1 = &m;
  // *m1 = new MyClass();
  // (*m1)->Value = 100;
  // 在上面的 *m1 = new MyClass() 这个调用的时候，实际上只是将 Main 中 m 的值（引用）给修改了，
  // 也就是说现在 m1 指向 Main 中的 m，而 m 现在则指向了这个新生成的实例。
  // 所以这里 m1.Value = 100 是会影响到 Main 中的结果的
  //
  m1 = new MyClass();
  m1.Value = 100;
}

public static void TestCreateNoRef(MyClass m1)
{
  // 在这个方法里面，我们新申明了一个 MyClass 的实例，而让 m1 指向了这个实例
  // 这时候，实际上将 m1 的值修改了， m1 和 Main 中的 m 各自指向不同的实例
  // 所以对 m1 做的任何修改都不会影响到 m 了
  //
  m1 = new MyClass();
  m1.Value = 200;
}

public static void Main()
{
  MyClass m = new MyClass();
  m.Value = 1;

  TestRef(ref m);
  Console.WriteLine(m.Value);

  TestNoRef(m);
  Console.WriteLine(m.Value);

  TestCreateRef(ref m);
  Console.WriteLine(m.Value);

  TestCreateNoRef(m);
  Console.WriteLine(m.Value);
}