引用类型和值类型的场景

Question

我一直在尝试深入理解引用类型和值类型。就在我认为我已经理解了它们的时候，我遇到了这种情况...

我创建了一个包含单个对象的类。

class Container
{
    public object A {get; set;}
}

当我创建一个 Container 类的实例（a）时，我正在创建一个引用类型的实例。我将一个整数分配给类中的对象。据我所知，这将作为一个对象进行装箱，成为另一个引用类型。

int start = 1;  
Container a = new Container{ A=start };

我创建了Container类的另一个实例(b)，但将第一个容器的值赋给它，现在b的值是对a的引用。

Container b = a;

正如预期的那样，当我打印出a.A和b.A的值时，它们是相同的。

Console.WriteLine("a.A={0},b.A={1}",a.A,b.A);
//a.A=1,b.A=1

正如预期的那样，当我更改a.A的值时，由于它们都引用同一对象，b.A的值也会相应地发生更改。

a.A = 2;

Console.WriteLine("a.A={0},b.A={1}",a.A,b.A);
// a.A=2,b.A=2

现在我决定使用单独的本地对象来尝试这个。再次，我将整数装箱到第一个对象中，并将第一个对象的值分配给第二个对象。我相信此时对象应该是引用类型，所以c和d应该引用同一个对象。不改变任何内容，它们返回相同的值。

int start = 1;
object c = start;
object d = c;

Console.WriteLine("c={0},d={1}",c,d);
// c=1,d=1

与之前一样，当更改初始对象的值时，我希望两个对象的值相同。

c = 2;

Console.WriteLine("c={0},d={1}",c,d);
// c=2,d=1

当我打印这两个对象的结果时，d的值不像以前那样改变。 请问有人能解释一下为什么这种情况下赋值与之前的不同吗？ 谢谢。

- fletcher

Answer 1

这是您的第一个错误：

我创建了另一个容器类的实例（b），但将第一个容器的值赋给它，因此b的值现在是对a的引用。

Container b = a;

那并没有创建另一个实例，它声明了另一个变量。现在两个变量都引用同一个对象。

（我会不断编辑此答案，继续阅读...）

接下来：

int start = 1;
object c = start;
object d = c;
Console.WriteLine("c={0},d={1}",c,d); // c=1,d=1

与之前一样，当更改初始对象的值时，我希望两个对象的值是相同的。

c = 2;
Console.WriteLine("c={0},d={1}",c,d); // c=2,d=1

那不是改变一个“对象”，而是改变一个“变量”。每次赋值都会复制一个值，但其中一次还执行了装箱操作。让我们稍微简化一下：

object c = "first string";
object d = c;

现在没有任何拆箱(boxing)涉及 - 这将使它更容易理解。

两个变量目前都具有指向同一个对象的值。这是由于赋值造成的，但没有其他东西将这两个变量连接起来。它们目前恰好具有相同的值，但它们是独立的变量。现在让我们改变其中一个：

c = "different string";

那已经改变了c的值，使它引用不同的对象。如果您打印出c和d的值，它们分别是"不同的字符串"和"第一个字符串"。改变c的值不会改变d的值。

---

现在，让我们回到之前的场景，看看为什么它不同。在那里，您有：

a.A = 2;

那并没有改变a的值，它只是在改变a所引用对象的数据。

让我们使用一个现实世界的类比来更容易理解。假设我们所有的变量都是写有房屋地址的纸条。a.A = 2;的变化就像是在该地址的房屋内部进行改变。当然，任何其他写有相同地址的纸条的人都会看到这个改变。

接下来想象一下你的c/d情景。同样，想象我们有两张纸片，由于赋值操作符，它们都写有相同的地址。现在将新值分配给c变量本身，就像是擦掉了c纸条上的地址并重新写上不同的地址。这并不会改变d纸条，它仍然写着旧地址，如果你去访问那个房子，你会发现没有任何改变。只有纸上的内容发生了改变。

这有帮助吗？

- Jon Skeet

Answer 2

区别在于封装对象Container。

第一种情况下，你有一个包含引用的对象。当你说你创建了Container类的一个新实例时，你并没有。你只是复制了对现有对象的引用。由于你有两个引用指向同一个对象，所以你可以通过一个引用更改对象的内容，并通过另一个引用读取它。

 a     b          a     b
  \   /            \   /
   \ /              \ /
---------        ---------
|       |        |       |
|   A   |        |   A   |
|   |   |        |   |   |
----|----   ->   ----|----
    |                |
---------        ---------
|       |        |       |
|   1   |        |   2   |
|       |        |       |
---------        ---------

在第二种情况下，您也有两个指向相同对象的引用，但在此情况下，您直接引用了装箱对象，而不是容器。当您将新值分配给其中一个引用时，您将获得两个单独的对象。一个对象是装箱后的1，另一个对象是装箱后的2。当您将新值分配给b时，它不会将该值放入其指向的盒子中，而是创建一个包含新值的新装箱对象。

 a     b             a          b
  \   /              |          |
   \ /               |          |
---------   ->   ---------  ---------
|       |        |       |  |       |
|   1   |        |   1   |  |   2   |
|       |        |       |  |       |
---------        ---------  ---------

- Guffa

Answer 3

在第一个示例中，你有这个：

 a      b  
  \    /  
   \  /  
   |  |  
   v  v  
(Container)

这里只有一个容器实例。两个变量都指向这个容器。当你改变容器时，两个变量都能看到这个变化。

然而在这段代码中：

object c = 1;
object d = c;

第二个赋值语句并不意味着"d是c的别名"，只是意味着在第二个赋值后，c和d指向同一个对象。

c = 2;

现在，您将c重新分配给一个新的装箱整数，因此c和d现在指向两个不相关的对象。

 Before                 After

 c      d               c                    d
  \    /         c=2    |                    |
   \  /          ---->  |                    |
   |  |                 |                    |
   v  v                 v                    v
(boxed integer 1)      (boxed integer 2)    (boxed integer 1)

- Mark Byers

Answer 4

在您的第一个场景中，您引用了堆上的一个对象。并且您有两个变量（“a”，“b”）引用此相同的对象。这就是为什么当您更改此对象的成员时，您会看到它在两个变量上都得到反映的原因。

在您的第二种情况下，您正在做完全不同的事情。当您执行以下操作时：

c = 2

实际上，您创建了一个全新的对象。 int 的值类型被转换为对象，因此创建了一个新的引用对象。此时，您的“d”变量不再引用与您的“c”变量相同的对象。

- Matthew Manela