Отметим, что процесс распаковки будет инициировать исключение, если попытаться преобразовать значение к неправильному типу данных.
Управление памятью
В C++ переменные (включая экземпляры классов или структур) могут храниться в стеке или в куче. Обычно переменная хранится в куче, если она или некоторый содержащий ее класс был распределен с помощью оператора
new
, или в противном случае помещается в стек. Это означает, что возможность выделить динамически память для переменной с помощью оператора new позволяет выбирать, будет ли переменная храниться в стеке либо в куче. (Хотя очевидно в связи со способом работы
стека, что хранящиеся в стеке данные будут существовать до тех пор, пока соответствующая переменная находится в области действия.)
C# работает совершенно по-другому. Чтобы понять как именно, рассмотрим два обычных сценария в C++. Возьмем следующее объявление двух переменных в C++:
int j = 30;
CMyClass *pMine = new CMyClass;
Здесь содержимое
j
хранится в стеке. Это в точности та ситуация, которая существует с типами данных значений C#. Экземпляр
MyClass
хранится, однако, в куче, а указатель на него находится в стеке, что по сути повторяет ситуацию со ссылочными типами в C#, за исключением того, что в C# синтаксис скрывает указатель под личиной ссылки. Эквивалент в C# будет следующим:
int J = 30;
MyClass Mine = new MyClass;
Этот код имеет в большой степени тот же результат, в соответствующих терминах как и приведенный выше код C++: различие состоит в том, что MyClass синтаксически используется как ссылка, а не как указатель.
Однако C++ и C# разнятся еще и тем, что C# не позволяет выбирать, как выделить память для определенного экземпляра. Например, в C++ можно сделать следующее действие:
int* рj = new int(30);
CMyClass Mine;
Это приведет к тому, что
int
будет находиться в куче, а экземпляр
CMyClass
— в стеке. Этого нельзя сделать в C#, так как C# считает, что
int
является типом значения, в то время как любой класс всегда будет ссылочным типом.
Другое различие состоит в том, что в C# не существует эквивалента оператора C++
delete
. Вместо этого в C# сборщик мусора платформы .NET периодически вызывается и сканирует ссылки в коде, чтобы идентифицировать, какие области кучи в настоящее время используются программой. Затем он автоматически может удалить все объекты, которые больше не используются. Эта техника эффективно помогает избавиться от необходимости самостоятельно освобождать память в куче.
В C# следующие типы данных всегда являются типами значений:
□ Все простые предопределенные типы (за исключением
object
и
string
)
□ Все структуры
□ Все перечисления
Следующие типы данных всегда являются ссылочными типами:
□
object
□
string
□ Все классы
Оператор new
Оператор
new
имеет совершенно другое значение в C#, чем в C++. В C++
new
указывает на запрос памяти из кучи. В C#
new
означает просто, что вызывается конструктор переменной. Однако действие аналогично в той степени, что если переменная имеет ссылочный тип то вызов ее конструктора будет неявно означать, что память выделяется в куче. Например, предположим, что имеется класс
MyClass
и структура
MyStruct
. В соответствии с правилами C# экземпляры
MyClass
всегда будут храниться в куче, а экземпляры
MyStruct
в стеке.
MyClass Mine; // Просто объявляем ссылку. Аналогично объявлению
// неинициализированного указателя в C++
Mine = new MyClass; // создает
экземпляр MyClass. Вызывает
// конструктор без параметров, в процессе этого
// выделяет память в куче
MyStruct Struct; // создает экземпляр MyStruct, но не вызывает
// никакого конструкторе. Поля в MyStruct
// будут неинициализированы
Struct = new MyStruct; // вызывает конструктор, поэтому
// инициализирует поля, но не выделяет
// никакой памяти, так как Struct уже
// существует в стеке
Можно использовать
new
для того, чтобы вызвать конструктор для предопределенных типов данных:
int X = new int;
Это имеет такой же результат, как:
int X = 0;
Отметим, что это то же самое, что и
int X;
Последняя инструкция оставит
X
неинициализированной (если переменная
X
является локальной переменной метода).
Методы
Методы в C# определяются таким же образом, как функции в C++, с учетом факта, что методы C# всегда должны быть членами класса, и определение и объявление в C# всегда объединены:
class MyClass {
public int MyMethod {
// реализация
Есть одно ограничение, состоящее в том, что методы-члены не могут объявляться как
const
в C#. Свойство C++ явно объявлять методы как
const
(другими словами, не изменяющими содержащий их экземпляр класса) выглядело первоначально как хорошее средство проверки на наличие ошибок во время компиляции, но оказалось вызывающим проблемы на практике. Это было связано с тем, что методы, чтобы сохранять открытое состояние класса, изменяют значения закрытых переменных членов, например, переменных, которые задаются при первом обращении. В коде C++ вполне можно встретить оператор
const_cast
, используемый для того, чтобы обойти метод, объявленный как
const
. В связи с этими проблемами компания Microsoft решила не использовать константные методы в C#.
Параметры методов
Как и в C++, по умолчанию параметры передаются в методы по значению. Если требуется это изменить, можно использовать ключевое слово
ref
, указывающее, что параметр передается по ссылке, и
out
, чтобы указать, что это параметр вывода (всегда передается по ссылке). Если это сделано, то необходимо объявлять этот факт как в определении метода, так и при его вызове.
public void MultiplyByTwo(ref double d, out double square) {
d *= 2;
square = d*d;
}
// позже, при вызове метода
double Value, Square Value = 4.0;
MultiplyByTwo(ref Value, out Square);
Передача по ссылке означает, что метод может изменять значение параметра. Передача по ссылке также осуществляется, чтобы улучшить производительность при работе с большими структурами, также как и в C++, передача по ссылке означает, что копируется только адрес. Отметим, однако, что, если при передаче по ссылке из соображений производительности вызываемый метод по-прежнему не изменяет значения параметра, то C# не разрешает присоединять модификатор