C# 托管与非托管类型堆和栈值类型与引用类型装箱与拆箱

一.托管类型与非托管类型

1.托管类型

托管类型包括引用类型以及包含有引用类型或托管类型成员的结构。

引用类型
含引用类型或托管类型成员（字段、自动实现 get 访问器的属性）的结构

// 托管结构。 （这里的struct 包含了引用类型字段）

public struct Foo {

      public string Name; // 包含引用类型字段。

      public string Bar { get; private set; } // 包含自动实现 get 访问器的引用类型属性。

 }

 public struct Bar {

      public Foo Foo; // 包含托管类型字段（托管结构）。

}

托管需要由GC自动释放

2.非托管类型

如果某个类型是以下类型之一，则它是非托管类型：

sbyte、byte、short、ushort、int、uint、long、ulong、char、float、double、decimal 或 bool
任何枚举类型
任何指针类型
任何用户定义的 struct 类型，只包含非托管类型的字段

非托管需要自己手动释放可以继承IDispose using等

二.堆和栈

堆和栈：程序运行时的内存区域

我们把内存分为堆空间和栈空间。

栈空间比较小，但是读取速度快

堆空间比较大，但是读取速度慢

1.堆(先进后出)

栈的特征：

数据只能从栈的顶端插入和删除

把数据放入栈顶称为入栈（push）

从栈顶删除数据称为出栈（pop）

2.堆

堆是一块内存区域，与栈不同，堆里的内存能够以任意顺序存入和移除

三.值类型和引用类型

栈比堆快值类型快，值类型和引用类型变量本身在栈中分配内存，引用类型的实例在堆中分配内存

类型被分为两种：值类型(结构类型，枚举类型,byte，short，int，long，float，double，decimal，char，bool 和 struct )和引用类型（string ,object,接口，类，字符串，数组，委托）。

1）值类型只需要一段单独的内存，用于存储实际的数据，（如果值类型是在方法内部创建，则跟随方法入栈，分配到栈上存储。如果值类型是引用类型的成员变量，则跟随引用类型，存储在堆上。）

2）引用类型需要两段内存 (一块空间分配在堆上，存储引用类型本身的数据，另一个块空间分配在栈上，存储对堆上数据的引用（实际上存储的堆上的内存地址，也就是指针）。)

注意：但我们使用引用类型赋值时，其实是赋值的引用类型的引用，如果数组是一个值类型的数组，那么数组中直接存储值，如果是一个引用类型的数组（数组中存储的是引用类型），那么数组中存储的是引用（内存地址）。

值类型变量声明后，不管是否已经赋值，编译器为其分配内存。
引用类型当声明一个类时，只在栈中分配一小片内存用于容纳一个地址，而此时并没有为其分配堆上的内存空间。当使用 new 创建一个类的实例时，分配堆上的空间，并把堆上空间的地址保存到栈上分配的小片空间中。
值类型的实例通常是在线程栈上分配的（静态分配），但是在某些情形下可以存储在堆中。
引用类型的对象总是在进程堆中分配（动态分配）

相同点：

引用类型可以实现接口，值类型当中的结构体也可以实现接口；引用类型和值类型都继承自System.Object类。

不同点：

几乎所有的引用类型都直接从System.Object继承，而值类型则继承其子类，即直接继承System.ValueType。即System.ValueType本身是一个类类型，而不是值类型。其关键在于ValueType重写了Equals()方法，从而对值类型按照实例的值来比较，而不是引用地址来比较。

四.装箱拆箱

值类型→引用类型（装箱），引用类型→值类型（拆箱）

//装箱 boxing

int i = 3 ;  //分配在栈上

object o = i ;//隐式装箱操作，int i 在堆上

object b = (object)i ; //显示装箱操作

//拆箱 unboxing

int j = (int) o ;//显示拆箱（将对象o拆箱为int类型）

int k = b ;//error!!, 不能隐式拆箱

下面来看看这个例子：

int i=0;

System.Object obj=i;

Console.WriteLine(i+","+(int)obj);

其中共发生了3次装箱和一次拆箱！^_^，看出来了吧？！
第一次是将i装箱，第2次是输出的时候将i转换成string类型，而string类型为引用类型，即又是装箱，第三次装箱就是(int)obj的转换成string类型，装箱！
拆箱就是(int)obj，将obj拆箱！！