微软.NET平台中类型使用的基本原理

微软.NET平台中类型使用的基本原理2010-08-24在本文中，我们将继续上次类型基础的讨论。首先从介绍简单类型开始，然后迅速进入关于引用类型和数值类型的讨论。对所有的开发人员来说，熟练掌握引用类型和数值类型的应用差别尤其重要。在编写代码的过程中，如果对这两种类型使用不当会导致程序Bug并引起性能问题。

简单类型

某些常用的数据类型，许多编译器通过简单的语法就可以对它们进行处理。例如，在C#语言中，你可以使用下列语法来分配一个整型变量：int a = new int（5）;但是我敢肯定，你会觉得用这样的语法来声明和初始化一个整型变量很笨拙。好在许多编译器（包括C#编译器）允许你使用下面的语法来代替：int a = 5; 这就使代码的可读性更强。不论使用那一种语法，产生的中间语言时一样的。

凡编译器直接支持的数据类型称为简单数据类型。这些简单数据类型直接映射到基类库中存在的类型。例如C#中int类型直接映射到System.Int32。所以可以将下列两行代码与前面提到的两行代码是一样的：System.Int32 a = new System.Int32（5）;

System.Int32 a = 5;图一是C#中简单数据类型与基类库中有关类型的对应表（其它语言也会提供类似的简单数据类型）

引用类型和数数值类型当从受管堆（managed heap）中分配对象时，new操作符返回对象的内存地址。通常将这个地址存储在一个变量当中。这种方式就是引用类型的变量，因为变量不包含实际对象的位，而是引用对象的位。

在处理引用类型时会有一些性能问题要考虑。首先，内存必须要从受管堆中分配，这样能强制垃圾回收。其次，引用类型总是通过指针来存取。所以每次引用堆中对象的成员时，为了实现期望的处理，必须要产生和执行收回指针的代码。这反而影响程序的大小和程序执行的速度。

除了引用类型外，实际的对象系统中还有轻量级的数值类型。数值类型对象不能在可回收垃圾的堆中分配，并且表示对象的变量不包含对象的指针，而是变量包含对象本身。因为变量包含着对象，处理对象也就不必考虑指针回收的问题，从而改进了性能。

图二中的代码说明了引用类型和数值类型差别。Rectangle类型的声明使用了结构，而没有使用更普通的类。在C#中，使用结构声明的类型是个数值类型，而使用类声明的是引用类型。其它语言可能用不同的语法来描述数数值类型和引用类型，例如C++中使用_value修饰符。

回顾前面讨论简单类型时提到过的代码行：System.Int32 a = new System.Int32（5）; 编译这个语句时，编译器发觉System.Int32是数值类型并优化产生的中间语言（IL）代码，以便使这个“对象”不从堆中分配；而将这个对象放到线程堆栈的局部变量a中。、

可能的情况下，应该使用数值类型而不要使用引用类型，这样做可以使应用程序的性能更好。尤其是在使用以下数据类型时，你应该将变量声明为数值类型：

* 简单数据类型。

* 不需要从其它类型继承的数据类型。

* 没有任何从它派生的数据类型。

* 类型对象不会作为方法参数经常性传递，这是因为它会导致频繁的内存拷贝操作，从而损害性能。这一点在下面有关框入和框出的讨论中将作更详细的解释。