C# 中的值类型（Value Type）和引用类型（Reference Type）详解

在 C# 中，数据类型分为 值类型（Value Type） 和 引用类型（Reference Type），它们在内存管理、赋值行为和存储方式上有本质区别。

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1. 值类型 vs. 引用类型：核心区别

特性	值类型（Value Type）	引用类型（Reference Type）
存储位置	通常存储在 栈（Stack）	通常存储在 堆（Heap）
赋值行为	复制数据本身（独立副本）	复制引用（指向同一对象）
修改影响	修改一个变量不影响另一个	修改一个变量会影响所有引用该对象的变量
示例类型	int, float, bool, struct	class, string, array, delegate

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2. 代码示例分析

using System;

namespace ConsoleApp1 
{
    internal class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            ReAndValue.Demo();
        }
    }
    class Stamp 
    {
        public int Age { get; set; }
        public string Name { get; set; }
    }

    static class ReAndValue 
    {
        public static void Demo()
        {
            // 创建两个独立的对象 
            Stamp stamp1 = new Stamp { Age = 29, Name = "John" };
            Stamp stamp2 = new Stamp { Age = 30, Name = "Mary" };

            // 值类型赋值（复制数据）
            int age = stamp1.Age;  // age = 29（独立副本）
            stamp1.Age = 80;       // 修改 stamp1.Age 不影响 age 
            Console.WriteLine($"stamp1.Age = {stamp1.Age}");  // 80 
            Console.WriteLine($"age = {age}");                // 29 

            // 引用类型赋值（复制引用）
            Stamp stamp3 = stamp2;  // stamp3 和 stamp2 指向同一个对象 
            stamp2.Name = "Tom";    // 修改 stamp2 会影响 stamp3 
            Console.WriteLine($"stamp2.Name = {stamp2.Name}");  // Tom 
            Console.WriteLine($"stamp3.Name = {stamp3.Name}");  // Tom 
        }
    }
}

关键点解析

1. 值类型赋值（int age = stamp1.Age）

   • age 是 stamp1.Age 的 独立副本，修改 stamp1.Age 不会影响 age。
   • 适用于需要数据隔离的场景（如临时变量、简单计算）。

2. 引用类型赋值（Stamp stamp3 = stamp2）

   • stamp3 和 stamp2 指向同一个对象，修改其中一个会影响另一个。
   • 适用于需要共享数据的场景（如对象传递、集合操作）。

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3. 深入理解内存分配

(1) 值类型（栈存储）

• 存储在栈（Stack），分配和回收速度快。
• 每个变量拥有独立的内存空间。
• 示例：

  int a = 10;  // 栈上分配 
  int b = a;   // 复制值，b 和 a 独立 

(2) 引用类型（堆存储）

• 存储在堆（Heap），变量存储的是 引用地址（类似指针）。
• 多个变量可以指向同一个对象。
• 示例：

  Stamp s1 = new Stamp();  // 堆上分配对象 
  Stamp s2 = s1;           // s2 和 s1 指向同一对象 

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4. 常见问题 & 注意事项

(1) string 是引用类型，但行为类似值类型

• string 虽然是引用类型，但它是 不可变（Immutable） 的，修改时会创建新对象：

  string s1 = "Hello";
  string s2 = s1;  // s2 指向 "Hello"
  s1 = "World";    // s1 指向新对象 "World"，s2 仍指向 "Hello"

(2) struct（结构体）是值类型，class 是引用类型

• struct 适合小型、不可变的数据结构（如坐标 Point）。
• class 适合复杂对象（如 Person、Order）。

(3) 装箱（Boxing）和拆箱（Unboxing）

• 装箱：值类型 → 引用类型（object）

  int num = 10;
  object obj = num;  // 装箱（堆上分配）

• 拆箱：引用类型 → 值类型

  int num2 = (int)obj;  // 拆箱（可能抛出异常）

• 频繁装箱/拆箱会影响性能，应尽量避免。

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5. 如何选择值类型 vs. 引用类型？

场景	推荐类型
小型、不可变数据（如坐标、日期）	struct（值类型）
需要共享修改的对象（如用户信息）	class（引用类型）
高性能计算（避免堆分配）	值类型
复杂对象（继承、多态）	引用类型

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6. 总结

• 值类型：数据独立，修改不影响其他变量，适合简单数据。
• 引用类型：共享数据，修改会影响所有引用，适合复杂对象。
• 理解两者的区别能帮助你：
  • 避免意外的数据修改（如引用类型误用）。
  • 优化内存使用（减少不必要的堆分配）。

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