我的《冒號課堂》學習筆記 值與引用（1）語法型別

值與引用

值（value）與引用（reference）因其天生的對立性，提供了乙個二分法（dichotomy）的準則。

把資料分成兩類:

值——具有某種型別的資料

引用——可用來獲取特定資料的值

把變數分成兩類:

值變數——表示值的變數

引用變數——表示引用的變數

把資料型別分成兩類:

值型別——能直接被訪問的資料型別

引用型別——借助引用才能被訪問的資料型別

把物件分成兩類：　　值型別物件　　引用型別物件

(按此定義，c++是沒有引用型別的，但這裡有兩處令人疑惑的地方。一、c++有一種被稱為引用（reference）的型別（一種被指標更安全的引用）；二、指標（包括第一點的特定引用）具有引用功能，可認為屬於引用端的引用型別，在上文提到的引用型別都是指被引用端的)

以下言論主要限於c++、j**a和c#三種語言。

先簡單說說記憶體分配，不同語言採取的記憶體分配策略不盡相同，相同的語言也可能有不用的實現，但一般都有三種基本機制，按靈活度遞增依次為：靜態分配（static allocation）、棧分配（stack allocation）和堆分配（heap allocation）。其中靜態分配發生於編譯期，在靜態記憶體區內為全域性變數、靜態變數、常數變數（在一些語言實現中為常數預備了常數變數儲存區）等安排空間。棧分配與堆分配發生在執行期，但前者一般在編譯器就可確定待分配記憶體的空間大小和生命週期（例外，c提供了非標準的alloca函式，可讓程式設計師在棧上分配動態大小的記憶體，但仍由編譯器釋放），後者則可能推遲到執行期。棧記憶體區用於存放由new運算子、malloc函式等動態分配而得的空間（c++中，new分配的free store和由malloc分配的棧記憶體區有可能不一致；c#中new產生的值型別物件也可能在棧上）。

棧分配是基於簡單的堆疊結構，因此效率很高。另外通常每乙個執行緒都有獨立的棧區。故而棧變數天然是執行緒安全（thread-safe）的。棧分配的主要缺點就是須提前分配記憶體，而且棧記憶體總容量有限，容易發生棧溢位（stack overflow）。至於棧記憶體的靜態有效期，優劣參半：無需擔心記憶體管理的同時無法突破作用域。

堆分配雖然比棧分配更強大靈活，但其複雜的演算法影響了時間效率，記憶體碎片、元資料開銷和可能的記憶體洩漏等問題也影響了空間效率。此外程式設計師還要負擔更多的記憶體管理、執行緒安全等方面的責任。

乙個變數是在棧還是堆與是值變數還是引用變數無關。比如j**a中，區域性變數總在棧裡，而例項變數總在堆裡，與變數型別無關。其次，『被引用的物件總在堆中』的說法在j**a和c#中成立，但在c++中則未必——c++也可在棧上的物件建立引用。由於c++只有引用型別的變數，卻沒有引用型別的物件，因此更保險的說法是：引用型別物件總在堆中。值物件不是總在棧中，這是乙個著名的誤解，正確的說法是：值物件可能再棧中。假如它嵌在引用型別物件當中，那麼將與後者一道分配在堆中。

值變數與引用變數的區別好比名詞與代詞。對值變數而言，它對應的是目標資料；對引用變數而言，它對應的不是目標資料本身，而是用來訪問目標資料的資料，可以說是一種元資料（關於資料的資料）。舉例來說，引用最原始的形式是指標，任何有效的非空指標對應的資料都是乙個記憶體位址——目標資料的位址。

//j**a

sometype a=new sometype（）;
//上面的**實際上是2步原子操作，如下
sometype a;
a=new sometype（）;

j**a和c++是兩種極端，j**a中無法自定義值型別（j**a中的基本型別就是值型別）而c++中無法自定義引用型別（c++中雖不能建立引用型別，卻可以建立引用）。c#則是兼收幷蓄，可以自定義引用型別和值型別。假如上述**是c#**，並且sometype不是引用型別的class而是值型別的struct的話，那麼系統將不在堆中分配記憶體，而在棧中直接分配乙個物件。

//c++如下

sometype* a=new sometype（）;//堆上
sometype a=sometype（）;//棧上  簡化sometype a;

在呼叫函式時，需要引數傳遞，即有乙個將實際引數對映到形式引數的過程。最常見有兩種機制，一種是按值傳遞，函式收到的是實際引數的值——按位拷貝（bitwise copy）；另一種是按引用傳遞，函式收到的是實際引數的引用——記憶體位址。此外還有拷貝-恢復（copy-restore），按名呼叫（call-by-name），巨集展開（macro expansion）等機制。

j**a中只有按值傳遞，沒有按引用傳遞！

在引用變數作為引數按值傳遞後，方法體獲得了物件引用的拷貝，與原引用對應著同乙個物件，故仍可以操作該物件。j**a方法儘管不能改變引用原件，即不能為其重新賦值，但仍可通過引用復件來改變物件的內容。「j**a按值傳遞物件引用」的說法就合情合理。

//c++

static void change（string& s）
//c#
static void change（ref string s）

當乙個物件給乙個變數賦值或作為引數按值傳遞是，c++中複製的是該物件的值，而j**a只複製的卻是該物件的引用。因此c++有專門的賦值運算符合複製建構函式，而j**a則沒有。如果j**a要達到複製物件值的目的，不能隱式地通過變數賦值或引數傳遞，只能顯式地重新構造物件或者通過轉殖（clone）、序列化（serialization）等手段。這就是值語義與引用語義的區別。

我的《冒號課堂》學習筆記 值與引用（2）語義型別

值與引用 值語義的物件是獨立的，語義的物件卻是允許共享的。由於j a不支援值型別物件，j a程式設計師才更需要加強這方面的意識。語法和語義並不總是一致的 語法上的值型別可能在語義上是引用型別，語法上的引用型別可能在語義上是值型別。永遠不要忘記乙個基本原則 語法只是手段，語義才是目的。為了判斷乙個型別...

右值引用與模板學習筆記

include using namespace std intmain1 void 右值是乙個和運算過程相匹配的臨時物件，這個臨時物件在於其所對應的語句執行完畢之後，就銷毀了 所以，我們無法從語法層面上直接訪問。左值是乙個有名字，有固定位址的表示式 int a 10 int b a const in...

我的python學習筆記1

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