1.4　通用类型系统

公共语言运行时的一个重要组成部分称为通用类型系统（Common Type System，CTS）。.NET在设计中博采众长，借鉴了各种主流编程语言的长处，包括C++、Java等。CTS定义了一个类型库，无论是Visual Basic.NET还是C#，它们的类型系统大体类似，因此.NET将各种不同的编程语言的数据类型进行抽象，就有了CTS。CTS为.NET平台上的各种编程语言提供了支持，这样虽然每种编程语言都有自己独特的类型系统，但编译后都会转换成CTS类型，此时就可以实现不同语言编写的程序之间的互操作性。例如，一个使用Visual Basic.NET编写的类的某个方法返回值类型为Integer，而C#中某方法的参数类型为System.Int32，这两个类型看起来似乎并不一致，好像不能相互调用，但由于Integer和System.Int32都对应CTS里的System.Int32类型，因此它们的类型实际上是一致的，故而，相互调用的拦路虎——类型不一致问题就迎刃而解了。

CTS类型主要分成两大类：引用类型和值类型，如图1-5所示。这两种类型之间也可以相互转换，方法是装箱（Boxing）和拆箱（UnBoxing），这两个概念将在1.4.2节详细介绍。

图　1-5　通用类型系统

从图1-5我们可以得出如下几点结论：

❑CTS类型不是引用类型就是值类型；

❑引用类型直接继承自Object对象，值类型继承自ValueType对象，而ValueType对象继承自Object对象；

❑CTS类型不管是否直接继承自Object对象，最终都继承自Object。

1.4.1　值类型和引用类型

值类型的变量直接存储数据，而引用类型的变量持有的是数据的引用，数据存储在堆中。例如我们常见到的String、Class、Interface等就是引用类型，而Char、Int32、Boolean等都是值类型。对于引用类型数据而言，由于数据存储在堆中，指向它的引用可能不止一个，因此当其他引用对数据进行修改时会影响到别的引用，如图1-6所示。

图　1-6　值类型和引用类型

在托管代码中，CTS为每种类型分配内存的方式只有两种：

❑分配在托管栈（Stack）中

❑分配在托管堆（Heap）中

前面已经提到，内存的分配是由CLR管理的。这两种方式的区别是：

❑分配在托管栈中的变量会在创建它们的方法返回时自动被释放，例如在一个方法中声明一个Char型的变量UserInput，它的值是C，当实例化它的方法结束时，UserInput变量在栈上占用的内存就会自动释放，如图1-6所示。

❑分配在托管堆中的变量并不会在创建它们的方法结束时释放内存，它们所占用的内存会被CLR中的垃圾回收（GC）机制释放。假如有一个String类型的变量Name，它指向托管堆中的数据"Hello World"，当方法调用结束的时候，Name在托管栈上所占的内存会立即被释放，但它在托管堆上的数据"Hello World"还会依然存在，只不过此时可能没有变量引用指向它了，它将持续等待直到未来某个时候被GC回收并释放所占内存，如图1-6所示。

注意　系统GC的执行是不可预期的，也可以通过调用System.GC.Collect（）来强制执行GC。