结构体总是分配堆栈还是有时分配堆？

Question

我的印象是，在 C# 中，结构元素是在堆栈上分配的，因此从创建它们的方法返回时会消失。但是如果我将结构值放入列表中并返回它会发生什么？元素得以幸存。 结构实例有时会分配在堆上吗？

internal struct Stru
{
  public int i;
}

internal class StruTry
{
  public List<Stru> Get(int max)
  {
    var l = new List<Stru>();
    for (int i = 0; i < max; i++)
      l.Add(new Stru {i=i});

    return l;
  }
}

代码打印0,1,2

[Test]
public void T()
{
  var ll = new StruTry().Get(3);
  foreach (var stru in ll)
    Console.WriteLine("* "+ stru.i);
}

Answer 1

首先，阅读 Eric Lippert 的这篇文章：堆栈是一个实现细节。接下来是关于值类型的真相。 至于你的具体问题

结构实例有时会分配在堆上吗？

是的，它们有时会分配在堆上。有很多关于何时可以在堆上分配它们的示例。如果它们被装箱，或者它们是类中的字段，或者它们是数组的元素，或者它们是已封闭的值类型变量的值，等等。

但是如果我将结构值放入列表中并返回它会发生什么？元素得以幸存。

您正在以正确的方式思考这一点，这是可以分配值类型的要点之一。有关更多详细信息，请参阅我在关于值类型的真相中提到的第二篇文章。但请记住堆栈是一个实现细节。关键的一点是你真的不需要关心这些东西。您应该关心值类型和引用类型之间的语义差异。

Answer 2

结构就像

int

。如果你有一个本地

int

，它通常会在堆栈上，如果你有一个

int

列表，它们会直接存储在列表的内部数组中，该数组位于堆上。结构体的行为方式相同。

Answer 3

但是如果我将结构值放入列表中并返回它会发生什么？元素得以幸存。

从技术上讲，添加到“列表”中的值不是相同的值，它们是基于值的副本。例如，如果您修改原始文件，这些更改将不会传递到列表中的副本中。此外，“List”返回指定索引处的值的副本。这意味着如果结构是可变的并且您修改从“List”返回的值，则

List<t>

中的值将保持不变。数组的情况并非如此，因为数组索引提供对实际变量的访问。

Answer 4

有时可以在堆上分配

所有类型。除此之外，堆/堆栈是 CLR 的实现细节，而不是 C# 规范中的实现细节，因此您不应该依赖这些东西。请参阅此处了解有关此主题的优秀博客文章。

Answer 5

据我记忆...

值类型的位置取决于它们的声明位置。方法变量被分配、存储在堆栈中，并在堆栈帧中执行方法后被删除。声明为引用类型一部分的值类型存储在封闭类型结构内的堆上。

如果我错了请告诉我！

Answer 6

结构类型的存储位置（变量、字段、参数、数组槽等）保存结构的公共和私有字段。如果该存储位置位于堆栈上，则该结构的字段也将位于堆栈上。如果它位于另一个类或结构中，则该结构的字段将被存储作为该其他类或结构实例的一部分。

类类型的存储位置保存对完整类对象的引用，该对象始终要么（1）存储在与保存引用的存储位置完全独立的位置，要么（2）该存储位置的类对象是一个字段。

Answer 7

使用 C# 7.2，您可以声明始终在堆栈上分配且不会放入堆中的结构 - 使用

ref

关键字：

public ref struct MyStackStruct
{
..

但是它有很多限制。

所有详细信息均在官方文档中：https://learn.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/language-reference/builtin-types/ref-struct