值類型與引用類型（下）：實戰剖析——定義、實例化、傳遞、判等、GC 全流程

系列最終回，以完整範例程式碼，從 IL、記憶體、執行行為三維度，全方位剖析值類型 (struct) 與引用類型 (class) 的核心差異。

範例類別定義

public struct MyStruct {
    private int _myNo;
    public int MyNo { get => _myNo; set => _myNo = value; }
    public MyStruct(int n) => _myNo = n;
    public void ShowNo() => Console.WriteLine(_myNo);
}
public class MyClass {
    private int _myNo;
    public int MyNo { get => _myNo; set => _myNo = value; }
    public MyClass() => _myNo = 0;
    public MyClass(int n) => _myNo = n;
    public void ShowNo() => Console.WriteLine(_myNo);
}

IL 差異：struct 為 sequential ansi sealed，繼承 ValueType；class 為 auto ansi beforefieldinit，繼承 Object。

實例建立與記憶體配置

MyStruct s1 = new MyStruct(); // 堆疊，預設 0
MyClass c1;                   // 堆疊唯變數，null
c1 = new MyClass();           // 堆配置物件，c1 指向它
s1.MyNo = 1;                  // 直接修改堆疊值
c1.MyNo = 2;                  // 經指標修改堆上物件

指派與複製語義

MyStruct s2 = s1; // 成員逐一複製 (深拷貝)
MyClass c2 = c1;  // 複製引用 (淺拷貝)
s1.MyNo = 3;      // s2 不變
c1.MyNo = 4;      // c2 同步改變

參數傳遞：ref/out 實戰

static void ValRef(ref int i) { i = 100; }
static void ValOut(out int i) { i = 200; }
static void RefRef(ref object o) { o = new MyStruct(); } // 裝箱
static void RefOut(out object o) { o = new string('a',10); }

• ref 需預先初始化；out 不需，但方法內必賦值
• 值類型 ref 可直接修改原變數
• 引用類型 ref 可替換原變數指向

自訂類型轉換

// struct 顯式轉換 int → MyStruct
public static explicit operator MyStruct(int n) => new MyStruct(n);
// class 隱式轉換 MyClass → string
public static implicit operator string(MyClass c) => c.ToString();

判等行為差異

垃圾回收：只有引用類型受管

MyClass c1 = new MyClass(); // 堆 A
MyClass c2 = c1;            // 同指 A
MyClass c3 = new MyClass(); // 堆 B
c1 = c3; c2 = c3;           // A 成為垃圾，等待 GC

• 值類型：離開作用域自動釋放 (堆疊展開)，無 GC 壓力
• 引用類型：GC 追蹤可達性，不可達者回收

總結：選型決策指南

掌握記憶體模型，才能在效能與設計間做出正確抉擇。