关于c＃：在struct上使用“new”在堆或堆栈上分配它吗？

Does using “new” on a struct allocate it on the heap or stack?

使用new运算符创建类的实例时，会在堆上分配内存。使用new运算符创建结构实例时，内存在何处分配，在堆上还是在堆栈上？

好吧，让我们看看我能不能说得更清楚些。好的。

首先，ash是正确的：问题不在于在哪里分配值类型变量。这是一个不同的问题，答案不仅仅是"在堆栈上"。它比这更复杂(而且被C 2弄得更复杂)。我有一篇关于这个主题的文章，如果需要，我将对此进行扩展，但是我们只讨论new操作符。好的。

第二，所有这些都取决于你所说的水平。我在看编译器如何处理源代码，就它创建的IL而言。在优化掉大量的"逻辑"分配方面，JIT编译器将很有可能做一些聪明的事情。好的。

第三，我忽略了仿制药，主要是因为我不知道答案，部分是因为它会使事情变得太复杂。好的。

最后，所有这些都只是当前的实现。C规范并没有详细说明这方面的内容——它实际上是一个实现细节。有些人认为托管代码开发人员真的不应该关心。我不确定我会走那么远，但有必要想象一个世界，实际上所有局部变量都生活在堆中——这仍然符合规范。好的。

值类型上的new运算符有两种不同的情况：可以调用无参数构造函数(例如new Guid())或无参数构造函数(例如new Guid(someString))。它们产生显著不同的白细胞介素。为了理解原因，您需要比较c和cli规范：根据c，所有值类型都有一个无参数的构造函数。根据cli规范，没有值类型具有无参数构造函数。(有时获取具有反射的值类型的构造函数-您将找不到无参数的构造函数。)好的。

C将"用零初始化一个值"作为构造函数是有意义的，因为它保持了语言的一致性-您可以将new(...)视为始终调用构造函数。对cli来说，不同的想法是有意义的，因为没有真正的代码可以调用，当然也没有特定于类型的代码。好的。

初始化值之后，对它的处理也会有所不同。IL用于好的。

1	Guid localVariable = new Guid(someString);

与用于以下目的的IL不同：好的。

1	myInstanceOrStaticVariable = new Guid(someString);

此外，如果该值用作中间值，例如方法调用的参数，则情况会再次略有不同。为了显示所有这些差异，这里有一个简短的测试程序。它没有显示静态变量和实例变量之间的区别：IL在stfld和stsfld之间会有所不同，但仅此而已。好的。

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using System;

public class Test
{
static Guid field;

static void Main() {}
static void MethodTakingGuid(Guid guid) {}

static void ParameterisedCtorAssignToField()
{
field = new Guid("");
}

static void ParameterisedCtorAssignToLocal()
{
Guid local = new Guid("");
// Force the value to be used
local.ToString();
}

static void ParameterisedCtorCallMethod()
{
MethodTakingGuid(new Guid(""));
}

static void ParameterlessCtorAssignToField()
{
field = new Guid();
}

static void ParameterlessCtorAssignToLocal()
{
Guid local = new Guid();
// Force the value to be used
local.ToString();
}

static void ParameterlessCtorCallMethod()
{
MethodTakingGuid(new Guid());
}
}

这是该类的IL，不包括不相关的位(如nops)：好的。

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.class public auto ansi beforefieldinit Test extends [mscorlib]System.Object
{
// Removed Test's constructor, Main, and MethodTakingGuid.

.method private hidebysig static void ParameterisedCtorAssignToField() cil managed
{
.maxstack 8
L_0001: ldstr""
L_0006: newobj instance void [mscorlib]System.Guid::.ctor(string)
L_000b: stsfld valuetype [mscorlib]System.Guid Test::field
L_0010: ret
}

.method private hidebysig static void ParameterisedCtorAssignToLocal() cil managed
{
.maxstack 2
.locals init ([0] valuetype [mscorlib]System.Guid guid)
L_0001: ldloca.s guid
L_0003: ldstr""
L_0008: call instance void [mscorlib]System.Guid::.ctor(string)
// Removed ToString() call
L_001c: ret
}

.method private hidebysig static void ParameterisedCtorCallMethod() cil managed
{
.maxstack 8
L_0001: ldstr""
L_0006: newobj instance void [mscorlib]System.Guid::.ctor(string)
L_000b: call void Test::MethodTakingGuid(valuetype [mscorlib]System.Guid)
L_0011: ret
}

.method private hidebysig static void ParameterlessCtorAssignToField() cil managed
{
.maxstack 8
L_0001: ldsflda valuetype [mscorlib]System.Guid Test::field
L_0006: initobj [mscorlib]System.Guid
L_000c: ret
}

.method private hidebysig static void ParameterlessCtorAssignToLocal() cil managed
{
.maxstack 1
.locals init ([0] valuetype [mscorlib]System.Guid guid)
L_0001: ldloca.s guid
L_0003: initobj [mscorlib]System.Guid
// Removed ToString() call
L_0017: ret
}

.method private hidebysig static void ParameterlessCtorCallMethod() cil managed
{
.maxstack 1
.locals init ([0] valuetype [mscorlib]System.Guid guid)
L_0001: ldloca.s guid
L_0003: initobj [mscorlib]System.Guid
L_0009: ldloc.0
L_000a: call void Test::MethodTakingGuid(valuetype [mscorlib]System.Guid)
L_0010: ret
}

.field private static valuetype [mscorlib]System.Guid field
}

如您所见，调用构造函数时使用了许多不同的指令：好的。

EDOCX1 On the Stack，calls a parametersed constructor.Used for intermediate values，e.g.for assignment to a field or use as a method argument.
EDOCX1:Uses an already-allocated storage location(whether on the stack or not).这是用于指定地方变量的代码表中。如果同一个地方变量是通过使用多种多样的EDOCX1标语2(英文)Calls而被赋予价值的话，那么它只是在最初的数据上超越了旧的价值——它并不意味着分配更多的空间。
EDOCX1 3:Uses an already-allocated storage location and just wipes the data.这是用于我们所有的参数建设者的呼叫，包括那些指派给地方变量的。对于方法呼吁，一个中间的地方变量是有效的介绍，其价值是由EDOCX1。

(P)I hope this shows how complicated the topic is，while shining a bit of light on it at the same time.在一些概念性的感知中，每个人都呼吁在斯塔克-但作为我们所看到的空间中使用EDOCX1，这是什么实际发生的甚至在一个层次上。I'd like to highlight one particular case.采用这一方法：好的，好的。字母名称(P)"Logically"has 4 stack allocations-one for the variable，and one for each of the three EDOCX1 substantial 2 americano calls-but in fact(for that specific code)the stack is only allocated once，and they the same storage location is reused.好的，好的。(P)Edit:Just to be clear，this is only true in some cases…尤其是，如果"EDOC X1"的英文字母值为7，那么，英文字母7的英文值就不会被人看到；建筑商Throws an Exception，which is why the C§35；compiler is able to reuse the same stack slot。See Eric Lippert's blog post on value type construction for more details and a case where it doesn't apply.好的，好的。(P)I've learned a lot in writing this answer-please ask for clarification if any of it is unclear！好的，好的。好吧。

相关讨论

乔恩回答得很好，澄清这个领域的复杂性非常重要。我现在应该知道，对于大多数软件开发问题，几乎没有黑白相间的答案。
乔恩，HowManyStackAllocations示例代码很好。但是，您可以将其更改为使用结构而不是guid，或者添加新的结构示例。我认为这将直接解决@kedar最初的问题。
guid已经是一个结构。请参阅msdn.microsoft.com/en-us/library/system.guid.aspx我不会为此问题选择引用类型：)
当你有了List并把3加到它上面时会发生什么？这将是3个分配(相同的IL)？但它们被保存在一个神奇的地方
这个答案的最后一位("但实际上堆栈只分配了一次，然后相同的存储位置被重用")让我感到困惑。这似乎与以下观点相矛盾：blogs.msdn.com/b/ericlippert/archive/2010/10/11/&hellip；我缺少什么？
@ANI：您缺少这样一个事实，即Eric的示例有一个try/catch块-因此，如果在结构的构造函数期间引发异常，则需要能够在构造函数之前看到该值。我的示例没有这样的情况——如果构造函数因异常而失败，那么不管EDOCX1的值(0)是否只被覆盖了一半，因为它无论如何都不可见。
@阿尼：事实上，埃里克在他文章的末尾这样说："现在，韦斯纳的观点呢？是的，事实上，如果它是一个堆栈分配的局部变量(而不是闭包中的字段)，并且声明在与构造函数调用相同的"try"嵌套级别，那么我们不需要通过这个rigamarole来创建新的临时变量，初始化临时变量，并将其复制到本地变量。在这种特定(和常见)的情况下，我们可以优化临时和副本的创建，因为C程序无法观察到差异！"
将此作为您可能希望或可能不希望在C 6中更改的上下文中重新访问的内容。
@乔埃门塔：你的意思是说，能够编写自己的值类型的无参数构造函数吗？如果是这样的话，我会在顶部加上一个小纸条——我现在没有时间来全面回顾。
@是的，我指的就是这个。我开始深入兔子洞，想提出一个更详细的建议，但我还是跳了出来，就这样离开了。或许可以再深入一点，让它听起来不那么神秘……对不起的。
C 6.0的旧预览中存在结构的无参数构造函数。但后来被移走了。github.com/dotnet/roslyn/issues/1029
艾尔达：是的。将尝试记住删除…
关于结构无参数构造器——在svick的答案中链接的细节：stackoverflow.com/a/31063674/210709
@iabstract：删除了关于c_6的部分，谢谢。

根据情况，可以在堆栈或堆上分配包含结构字段的内存。如果结构类型变量是某个匿名委托或迭代器类未捕获的局部变量或参数，那么它将在堆栈上分配。如果变量是某个类的一部分，那么它将被分配到堆上的类中。

如果结构是在堆上分配的，那么实际上不需要调用new运算符来分配内存。唯一的目的是根据构造函数中的内容设置字段值。如果不调用构造函数，则所有字段都将获得其默认值(0或空)。

类似地，对于在堆栈上分配的结构，除了c要求所有局部变量在使用之前都设置为某个值，因此必须调用自定义构造函数或默认构造函数(不带参数的构造函数始终可用于结构)。

简而言之，new是结构的误称，调用new只是调用构造函数。结构的唯一存储位置是它被定义的位置。

如果它是一个成员变量，它将直接存储在定义它的任何地方；如果它是一个局部变量或参数，它将存储在堆栈上。

将其与类进行对比，这些类具有引用，而引用指向堆中的某个位置，而引用将存储整个结构。(成员在堆栈中，本地/参数在堆栈中)

它可能有助于对C++进行一点了解，在类/结构之间没有真正的区别。(语言中有类似的名称，但它们只指事物的默认可访问性)当调用new时，您得到指向堆位置的指针，而如果您有非指针引用，则它直接存储在堆栈或其他对象中，而ala结构则存储在c。

与所有值类型一样，结构总是指向声明它们的位置。

有关何时使用结构的详细信息，请参阅此处的此问题。这里的这个问题是关于结构的更多信息。

编辑：我错误地回答他们总是一窝蜂。这是不正确的。

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"结构总是去声明它们的地方"，这有点让人迷惑。类中的结构字段总是放置在"构建类型实例时的动态内存"中-JeffRichter。这可能在堆上是间接的，但与正常的引用类型完全不同。
不，我认为这是完全正确的-即使它与引用类型不同。变量的值在声明它的位置。引用类型变量的值是一个引用，而不是实际的数据。
总之，只要在方法的任何地方创建(声明)一个值类型，它总是在堆栈上创建。
@ash(recent)：false；如果变量被"捕获"(捕捉到lambda/anon方法中)，那么它实际上是编译器生成的类(即堆)上的一个字段。
乔恩，你没明白我的意思。这个问题最初被问到的原因是，对于许多开发人员(包括我在内，直到我通过C读取clr)来说，如果您使用新的操作符来创建结构，那么在哪里分配结构是不清楚的。说"结构总是去声明的地方"并不是一个明确的答案。
@ash——也是"迭代器块"——对于开发人员来说，它们看起来像方法，但同样，所有变量都变成字段，所以堆。
@马克，你在技术上是对的，当然，为什么我会想起这件轶事？jokes2go.com/笑话/6342.html
艾熙：是的，你需要理解C中的新操作符和C++中的操作符是不一样的。不，这并不意味着声称它总是基于堆栈的是准确的。
总比给出一个错误但看似有用的答案要好。实际上，对于捕获的变量和迭代器块，堆栈与堆的问题有很多含义，即没有它们就不能工作。所以如果你认为这是有用的…
哦，就你的"开发者不清楚的事情"而言：我看到很多人对这样的说法感到困惑，即值类型总是在堆栈上分配的。我不得不在新闻组上纠正这个错误。
阿什：我想说清楚，我明白你为什么要区分"结构的位置"和"新的(…)"的作用，但我认为这个问题需要非常仔细的回答以避免混淆。有很多角落和缝隙(例如调用无参数构造函数…)
@乔恩，公平点，这是一次很好的讨论，对我有帮助，我相信我也会帮助其他人。
@阿什：如果我有时间的话，我会在上班时写一个答案。不过，在火车上讨论这个话题太大了：)

我可能在这里遗漏了一些东西，但为什么我们关心分配呢？

值类型是通过value；)传递的，因此不能在定义它们的不同范围内进行变异。要改变值，必须添加[Ref]关键字。

引用类型是通过引用传递的，并且可以改变。

当然，最流行的是不可变的引用类型字符串。

阵列布局/初始化：值类型->零内存[名称，zip][名称，zip]引用类型->零内存->空[Ref][Ref]

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class或struct声明就像一个蓝图，用于在运行时创建实例或对象。如果定义一个class或struct被调用的人，那么person是类型的名称。如果您声明并初始化一个Person类型的变量P，则P被称为Person的对象或实例。可以创建多个同一个人类型的实例，每个实例的properties和fields中可以有不同的值。

class是一种引用类型。当创建class的一个对象时，分配给该对象的变量只保存对该内存的引用。当对象引用分配给新变量时，新变量引用原始对象。通过一个变量所做的更改反映在另一个变量中，因为它们都引用相同的数据。

struct是一种值类型。创建struct时，分配给struct的变量保存结构的实际数据。当struct被分配给一个新变量时，它被复制。因此，新变量和原始变量包含同一数据的两个单独副本。对一个副本所做的更改不会影响另一个副本。

一般来说，classes用于建模更复杂的行为，或在创建class对象后要修改的数据。Structs最适合于主要包含在创建struct之后不打算修改的数据的小型数据结构。

为了更多…

大多数被认为是值类型的结构都是在堆栈上分配的，而对象是在堆上分配的，而对象引用(指针)是在堆栈上分配的。

结构被分配给堆栈。以下是一个有用的解释：

结构体

Additionally, classes when instantiated within .NET allocate memory on
the heap or .NET's reserved memory space. Whereas structs yield more
efficiency when instantiated due to allocation on the stack.
Furthermore, it should be noted that passing parameters within structs
are done so by value.

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