.NET(C#)：理解實值型別/參考型別，裝箱/拆箱，Object類

裝箱/拆箱，實值型別/參考型別 和 Object類，這些都是.NET程式員人人皆知且人人都應該掌握的概念。大多數人都對他們非常瞭解，可是和一些同行們交流時我發現一些細節其實很多人並不瞭解，尤其是它們結合討論的情景，本文通過一些代碼來闡述一些我知道的概念。

 

目錄

• 代碼1：Object.Equals
• 代碼2：Object.ReferenceEquals
• 代碼3：再強化一下理解
• 代碼4：問候了Equals，我們再看看==
• 代碼5：神奇的String
• 代碼6：欄位和屬性
• 代碼7：MemberwiseClone()

 

 

 

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代碼1：Object.Equals

考慮下面代碼的結果：

Console.WriteLine(Object.Equals(1, 1));

Console.WriteLine(Object.Equals(1, (byte)1));

 

答案：True, False

首先Object.Equals參數是兩個object，所以1（實值型別）會被裝箱成參考型別，這會使CLR在託管堆中建立兩個全新的Object對象，然後Object.Equals先判斷兩個object是否有null，沒有則調用Object的對象方法Equals，而由於1是實值型別，實值型別改寫Object.Equals並進行位元比較，最終由於object1的位元值完全等於object2的位元值第一句True，第二句很顯然Int和Byte記憶體大小不一樣，位元比較不會成功。

 

 

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代碼2：Object.ReferenceEquals

代碼2：Object.ReferenceEquals

Console.WriteLine(Object.ReferenceEquals(1, 1));

 

答案：False

同樣，Object.ReferenceEquals參數是兩個object，所以CLR會在託管堆中建立兩個object來分別裝Int值，但Object.ReferenceEquals的函數就是判斷兩個引用的是否指向同一個在託管堆的空間對象，這裡當然是False了。

 

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代碼3：再強化一下理解

下面代碼，如果MyType是class或struct時，分別會輸出什嗎？

struct/class MyType

{

    public int Data;

}

class Program

{

    static void Main(string[] args)

    {

        MyType s1 = new MyType();

        MyType s2 = new MyType();

        s1.Data = s2.Data = 1990;

 

        Console.WriteLine(Object.Equals(s1, s2));

    }

}

 

答案：

struct輸出：True

class輸出：False

這個為了強化下理解，原理和上面的一樣，實值型別和參考型別針對Object.Equals的執行是不一樣的 

 

 

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代碼4：問候了Equals，我們再看看==

下面代碼輸出什嗎？

struct MyType

{

    public int Data;

}

class Program

{

    static void Main(string[] args)

    {

        MyType s1 = new MyType();

        MyType s2 = new MyType();

        s1.Data = s2.Data = 1990;

        Console.WriteLine(s1 == s2);

    }

}

 

如果MyType是class，那麼結果所有人會知道是False，那如果MyType是struct，結果是？……結果是編譯錯誤，是的，實值型別中的使用者自訂結構體預設==運算子是不被預先重載的，但是參考型別，枚舉，原始實值型別的==有。

 

 

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代碼5：神奇的String

下面輸出結果？

string a = "aaa";

string b = "aaa";

Console.WriteLine(Object.Equals(a, b));

Console.WriteLine(Object.ReferenceEquals(a, b));

Console.WriteLine(a == b);

Console.WriteLine((object)a == b);

//這句VS會提示警告：

//Possible unintended reference comparison; to get a value comparison,

//cast the left hand side to type 'string'

 

答案：都是True，但True的方式不一樣，呵呵，我們一句一句分析

第一句: 調用a.Equals(b)，String類的執行是字串比較，true

第二句：注意這裡不進行字串比較，這裡是判斷兩個引用是不是指向同一個對象，因為Object.ReferenceEquals參數是兩個object，但是.NET中相同的字串（編譯器可預知判斷的）CLR會確保它們只向同一個記憶體空間，這個又稱字串的Interning。

第三句：直接調用String的重載==，字串比較。

第四句：調用參考型別（Object）的重載==，其實等於調用Object.ReferenceEquals。參考第二句，這裡Visual Studio提示警告也驗證了第二句的結論，這裡不會進行字串比較，而是判斷兩個引用是否指向同一片記憶體空間對象。  

 

 

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代碼6：欄位和屬性

考慮如果Point是class或struct下面程式的結果？

struct/class Point

{

    public int X, Y;

}

 

class MyCls

{

    public Point PField;

    public Point PProperty { get; set; }

}

 

class Program

{

    static void Main()

    {

        MyCls cls = new MyCls();

        cls.PField.X = 3;

        cls.PProperty.X = 3;

    }

}

 

答案：如果是Point是struct（即實值型別），cls.PField.X會賦值成功，而cls.FProperty.X不會賦值成功（其實根本無法編譯成功），因為屬性本質上就是函數調用，這裡PProperty返回一個實值型別的拷貝，編輯這個拷貝的內部欄位是沒有意義的。

如果Point是class（即參考型別），會拋出NullReference異常，因為類內的參考型別預設CLR不為他們分配空間的，所以他們保持預設值（null）。

 

 

 

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代碼7：MemberwiseClone()

MemberwiseClone()是一個非常有用的函數，但很多人不會用它，它不是引用的直接拷貝，而是將成員欄位進行複製，如果成員是實值型別，那麼將進行深層拷貝，如果是參考型別，那麼只拷貝引用指標（前後兩個引用指向託管堆中的同一份空間）。

考慮下面代碼輸出？

class a

{

    public object obj;

    public object ShadowCopy()

    {

        return MemberwiseClone();

    }

}

class Program

{

    static void Main(string[] args)

    {

        a oa = new a() { obj = new object() };

        a ob = oa;

        a oc = (a)oa.ShadowCopy();

 

        oa.obj = null;

        Console.WriteLine(ob.obj == null);

        Console.WriteLine(oc.obj == null);

    }

}

 

答案：True, False

ob和oa指向同一個對象，所以oa變了，ob也變，oc是oa的MemberwiseClone的結果，oa的改變僅將自己的引用改成null。而oc沒變，oc的成員引用還指向原來的位置。