C#基础——基本概念

最新推荐文章于 2025-04-03 09:18:42 发布

QiGary

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分类专栏： C# 文章标签： c#

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/QiGary/article/details/120005222

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一、C#、CLR、.NET Framework（.NET框架）

C#是开发语言，用于编写代码；

CLR（Common Language Runtime，公共语言运行库），在运行期间进行内存管理、代码安全验证、代码执行、垃圾收集等（CLR有一项服务GC（Garbage Collector，垃圾收集），可以自动管理内存，减轻程序员负担）；

.NET Framework是开发框架，可看作是一个独立发布的软件包，其中包含了CLR、类库以及相关的工具等开发环境。

C#代码需要依托.NET框架编译和运行。

二、编译

C#编译分两步走：

第一步是编译成中间语言CIL，生成计算机可识别的输出文件——程序集（包含程序元数据及对其他程序集引用的元数据），程序集可以是可执行文件（.exe）或者动态链接文件（.dll）；

第二步是编译成本机代码并执行，即在本机上搭建.NET环境，将程序集中的可执行代码在需要的时候由实时编译器编译，然后被缓存以备后来的程序执行。一旦CIL被编译成本机代码，CLR就在其运行的时候管理它，执行内存及检查之类的工作。

三、托管和非托管

.NET环境中，系统的资源分为托管资源和非托管资源。

托管代码：为.NET框架编写的代码称为托管代码，需要CLR。

非托管代码：不在CLR控制之下运行的代码，比如Win32C/C++ DLL，成为非托管代码。

四、堆和栈

堆（heap）：在C#中，又叫作托管堆，用于托管（存储）实例对象（new对象），可动态分布存储空间，能够存储大量数据。灵活性高，但，效率不高。对于堆的回收，C/C++是手动回收，.NET是CLR管理，满了之后，GC自动回收，无需担心内存释放问题。

（内存）栈（stack）：先进后出，后进先出。入栈时，自动分配确定内存（譬如，int，4个字节），出栈时，自动清理所占的内存。灵活性不高，但，效率高。（区别数据栈）

堆存放引用类型对象，由CLR释放；栈存放函数的参数、局部变量、返回数据等值对象，由编译器自动释放。

五、值类型和引用类型

引用类型创建时，runtime会为其分配两个空间，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），如类对象的引用还是存储在栈中。

值类型创建时，runtime会为其分配一个空间，这个空间分配在变量创建的地方。作为方法内局部变量时，则随方法入栈；作为引用类型的成员变量时，则跟随引用类型，存储在堆上。如，作为类对象的字段时，则跟随类存储在堆里。

栈是一个有逻辑顺序的结构，堆则是杂乱地堆在一起的，比较耗能。引用类型占空间较大，且分配空间不确定，故不直接存在栈中而是存放在堆中，通过栈中的指针引用。

栈内存存储的是局部变量而堆内存存储的是实体；
栈内存的更新速度要快于堆内存，因为局部变量的生命周期很短；
栈内存存放的变量生命周期一旦结束就会被释放，而堆内存存放的实体会被垃圾回收机制不定时的回收。

①引用类型和值类型都继承自Systerm.Object类。不同之处，几乎所有的引用类型都是直接从Systerm.Object继承，而值类型则是继承Systerm.Object的子类Systerm.ValueType类。

②我们在给引用类型的变量赋值的时候，其实只是赋值了对象的引用；而给值类型变量赋值的时候是创建了一个副本（就是克隆了一个变量）。

五、指针

1、首先配置项目，允许不安全代码

2、指针定义

C#中可定义为指针的类型：sbyte、byte、ushort、int、uint、long、ulong、char、float、double、decimal、bool、struct，其中struct只能包含非托管类型（值类型数据）

定义指针	说明
int* p	整型指针
int** p	指向整型指针的指针
char* c	指向字符的指针
int*[] arr	整型一维数组指针

3、写代码时，使用关键字unsafe

fixed：用户暂时固定托管代码中引用类型的位置（固定时间越短，固定地址越小越好，以防产生内存碎片）

stackallc：给指针分配内存

unsafe void ClassPointer() 
{
     Person p = new Person();//堆中的存储空间是随意的，地址不固定
     //fixed：临时固定地址, pIY = &p.Y
     //stackalloc：从内存分配地址
     fixed (int* pIX = &p.X)
     {
         int* ptr = stackalloc int[1];

         char* cptr = stackalloc char[26];
         for (int i = 0; i < 26;i++ )
         {
             cptr[i] = (char) (i+65);
         }
         for (int i = 0; i < 26;i++ )
         {
             Console.WriteLine(string.Format("{0}:{1}",(int)&cptr[i],cptr[i]));
         }
     }
}



class Person
{
     //定义成变量才能正确取址
     public int X  = 1;
     //定义成属性，则报错“无法获取给定表达式的地址”
     public int Y { get; set; } = 2;
}

参考：

https://blog.youkuaiyun.com/lidandan2016/article/details/77868043

https://www.cnblogs.com/zd1994/p/4424329.html

https://www.cnblogs.com/xiaodongy/p/7989711.html

https://www.cnblogs.com/jasonlny/p/3203439.html