值类型与引用类型 - C# 教程

数据项的类型决定了存储它所需的内存大小（多少位），以及该类型包含的数据成员；同时，类型也规定了对象在内存中的存放位置是栈（Stack）还是堆（Heap）。

类型分为两大类：值类型（Value Types）与引用类型（Reference Types），两类对象在内存中的存储方式完全不同。

1、值类型仅占用一段内存，这段内存直接存储真实数据。

值类型的数据直接存储在栈Stack中，Data直接存储数据，例如int age = 12; 12就直接存储在这个stack中

2、引用类型需要两段内存：

第一段存放真实数据，且永远分配在堆中；
第二段是一个引用地址，指向堆里数据所在的位置。（栈中存储堆中的地址（C语言时代叫指针））

引用类型数据存储在堆，数据存储区域会有一个地址，比如000001，然后栈中会存储这个地址Reference

以上两张图，仅仅是表示一个对象不属于其他对象的数据成员的时候，才符合

注意

引用类型对象的实体数据部分，永远存放在堆中,如上图。

但是值类型实例或者引用类型的引用地址，存储位置可能是堆也可能是栈，要看代码是如何。

例如：

假设有引用类型 Person，它包含两个成员 —— 一个值类型成员、一个引用类型成员。

很多人会误以为：值类型成员放栈、引用地址放栈，实体数据放堆（如上图），但这个结论是错误的。

记住一点：引用类型实例的全部实体数据永远在堆中。两个成员都属于这个对象的实体数据，因此无论成员本身是值类型还是引用类型，都会一并存放在堆内。

例子：

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        int a = 10;
        Person bill = new Person("Bill", 18);
    }

}

class Person
{
    private string name;

    private int age;

    private Phone myPhone;

    public Person(string name, int age)
    {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.myPhone = new Phone();
        this.myPhone.number = 12345;
    }
}   

class Phone
{
    public long number;
}Code language: C# (cs)

看上面例子，Person里面的数据成员，除了内置的类型age，name，还有一个Phone，这个Phone本身又是一个自定义类型。这个自定义类型Phone里面又有一个内置类型long，用来存储手机号码。

读者可能看到Person里面的int age，或者Phone 里面的long number ，以为它们是值类型，就存储在栈里面，其实不是的，虽然这些是内置的基本类型，但是由于它们是属于一个class自定义类型里面的数据成员，它们会作为一个实例的数据存储在堆里面的。最终数据存储会是这样：

上图可用看到，int age 和long number 看着都是内置类型，是值类型，但是它们属于自定义类型的数据成员，是存储在堆里面的，另外myPhone存储的是一个引用（地址），所以就算是引用类型的引用部分也可能是存储在堆的。

记住一点：自定义类型的数据成员都是存在在堆的，不管它是值类型还是引用类型，如果一个引用类型里面的数据成员例如上面的myPhone，对于Person里面存在的又是另外一个对象的地址。

如果上面Phone里面又有一个其他的自定义类型，那么Phone的数据里面又会有一个地方存在了另外一个自定义类型的地址（引用）。

整个程序就是从Main函数里面开始，第一个最顶层的引用类型的地址存在在栈里面，然后下面可能就像一条链一样，一层层地链接下去。

另外一个例子

// 引用类型 class
class MyType
{
    public int A;       // 值类型成员，存放在堆中MyType实例内部
    public Person B;    // 引用类型成员，引用指针存堆，实体数据另开堆空间
}

class Person
{
    public string Name;
}

void Test()
{
    // stack 存储 myObj 的引用指针
    MyType myObj = new MyType(); 
    /*
    Heap:
    MyType对象 {
        A: int(直接内嵌)
        B: 指向Person的引用指针
    }
    另一块Heap: Person{ Name: ... }
    */

    // 局部值类型变量，直接存在栈
    int localNum = 10;
}Code language: C# (cs)

以上说的数据，是自定义类型里面的数据成员，不是函数成员，如果一个类class，里面的函数成员又用到了局部变量或者引用，那么这些局部变量和引用类型实例的地址，还是会存在在栈的。例如下面代码：

再看下面的例子：

using System.ComponentModel.DataAnnotations;

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        int a = 10;
        Person bill = new Person("Bill", 18);
        bill.Calculate();
    }

}

class Person
{
    private string name;

    private int age;

    private Phone myPhone;

    public Person(string name, int age)
    {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.myPhone = new Phone();
        this.myPhone.number = 12345;
    }

    public int Calculate()
    {
        int one = 12;
        int two = 23;
        Phone myNewPhone = new Phone();
        return one + two;
    }
}   

class Phone
{
    public long number;
}Code language: C# (cs)

我在之前的代码中，给Person增加了一个Calculate的函数，然后函数里面有局部变量，有值类型也有引用类型，然后main函数中调用。这些函数里面的数据，它们不属于Person的数据成员，它们属于函数里面的局部变量，对于这些局部变量，如果是值类型，就存储在栈中，如果是引用类型，那么它的地址（引用）也是会存在在栈的。