.NET的堆和栈02,值类型和引用类型参数传递以及内存分配

2022-10-15 09:28:38

在" .NET的堆和栈01,基本概念、值类型内存分配"中，了解了"堆"和"栈"的基本概念，以及值类型的内存分配。我们知道：当执行一个方法的时候，值类型实例会在"栈"上分配内存，而引用类型实例会在"堆"上分配内存，当方法执行完毕，"栈"上的实例由操作系统自动释放，"堆"上的实例由.NET Framework的GC进行回收。而本篇的重点要放在：值类型和引用类型参数的传递，以及内存分配。

主要包括：
■ 传递值类型参数
■ 传递容易造成"栈溢出"的值类型参数，在值类型参数前加关键字ref
■ 传递引用类型参数
■ 传递引用类型参数，在引用类型参数之前加关键字ref

传递值类型参数

class Class1
     {
          public void Go()
          {
              int x = 5;
              AddFive(x);
 
              Console.WriteLine(x.ToString());
              
          }
 
          public int AddFive(int pValue)
          {
              pValue += 5;
              return pValue;
          }
     }

大致过程如下：

1、值类型变量x被放到"栈"上。

2、开始执行AddFive()方法，值类型变量pValue被放到"栈"上，并把x的值赋值给pValue，pValue的值变成了5。

3、继续执行AddFive()方法，pValue的值变成了10。

4、执行完AddFive()方法，释放pValue的内存，"栈"指针回到x，线程重新回到Go()方法中。

输出结果：5

以上，在传递值类型参数x的时候，实际上是把x一个字节一个字节地拷贝给pValue。

传递容易造成"栈溢出"的值类型参数，在值类型参数前加关键字ref

public struct MyStruct
           {
               long a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, k, l, m;
           }

          public void Go()
          {
             MyStruct x = new MyStruct();
             DoSomething(x);
              
          }
 
 
           public void DoSomething(MyStruct pValue)
           {
                    // DO SOMETHING HERE....
           }

假设以上的值类型struct足够大，而x和pValue都会被分配到"栈"上，这时可能造成"栈溢出"。

如何避免呢？
--解决办法是让DoSomething传递一个ref类型参数。这样写：

public struct MyStruct
           {
               long a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, k, l, m;
           }

          public void Go()
          {
             MyStruct x = new MyStruct();
             x.a = 5;
             DoSomething(ref x);
 
             Console.WriteLine(x.a.ToString());
               
          }
 
          public void DoSomething(ref MyStruct pValue)
          {
                   pValue.a = 12345;
          }

使用ref后，执行DoSomething(ref x)，是把x的地址赋值给了pValue，即pValue和x指向了同一个引用地址。当改变pValue的值，变化也会反映到x中。

输出结果：12345

以上，为了避免"大型"值类型参数传递时造成的"栈溢出"，可以在值类型前面加ref关键字，于是，在传递值类型参数x的时候，实际上是把x本身的栈地址拷贝给pValue，x和pValue指向同一个栈地址。

传递引用类型参数

传递引用类型参数的道理和在传递的值类型参数前面加ref关键字是一样的。

public class MyInt
           {
               public int MyValue;
           }

          public void Go()
          {
             MyInt x = new MyInt();
             x.MyValue = 2;
 
             DoSomething(x);
 
             Console.WriteLine(x.MyValue.ToString());
              
          }
 
           public void DoSomething(MyInt pValue)
           {
               pValue.MyValue = 12345;
           }

输出结果：12345

以上大致过程是这样：
1、在托管堆上创建一个MyInt类型的实例
2、在栈上创建一个MyInt类型的变量x指向堆上的实例
3、把托管堆上的公共字段MyValue赋值为2
4、通过DoSomething(x)方法，把x的引用地址赋值给pValue,即pValue和x指向同一个引用地址
5、改变pValue的值，也会反映到x上

以上，在传递引用类型参数x的时候，实际上是把x指向托管堆实例的引用地址拷贝给pValue，x和pValue指向同一个托管堆实例地址。

传递引用类型参数，在引用类型参数之前加关键字ref

public class Thing
           {
           }
 
           public class Animal:Thing
           {
               public int Weight;
           }
 
           public class Vegetable:Thing
           {
               public int Length;
           }

          public void Go()
          {
             Thing x = new Animal();
           
             Switcharoo(ref x);
 
              Console.WriteLine(
                "x is Animal    :   "
                + (x is Animal).ToString());
 
              Console.WriteLine(
                  "x is Vegetable :   "
                  + (x is Vegetable).ToString());
              
          }
 
           public void Switcharoo(ref Thing pValue)
           {
               pValue = new Vegetable();
           }