.Net/C#：整数的实际大小是多少？

Question

在.Net中，整数是值类型，这意味着它存储在堆栈中。 整数也是类（通常是 System.Int32）。 它们具有 CompareTo、Equals 等方法...因此，它们应该在堆栈上占用四个以上的字节。 然而，下面的示例显示它们恰好占用 4 个字节：

unsafe static void Main()
{
    int a = 2, b = 4;
    Console.WriteLine("Adress of a : {0}", (int)&a);
    Console.WriteLine("Adress of b : {0}", (int)&b);
    Console.WriteLine("Size of integer: {0}", (int)(&a) - (int)(&b));
}

输出：

Adress of a : 1372876
Adress of b : 1372872
Size of integer: 4

CLR 是否对整数和其他值类型（浮点型、长整型、双精度型……）进行特殊处理？

Answer 1

不，它们是值类型这一事实并不意味着它们存储在堆栈中。 这意味着它们存储在变量所在的位置。

但是，嘿，让我们来讨论局部变量业务，此时（没有捕获等）它们确实存在于堆栈中。 它们占用 4 个字节。 他们为什么要拿更多？ 堆栈上不需要 vtable，因为元数据已经指定了类型：对于将调用哪些虚拟方法等没有任何歧义。

编辑：正如 Shawn 的评论中所指出的（但我想让它更明显） ），System.Int32 是一个结构，而不是一个类。 （事实上​​，CLR 将创建一个影子引用类型来覆盖装箱的整数值，但这是另一回事。）

Answer 2

因此，它们在堆栈上应该占用四个以上的字节。

这并不遵循。 编译器和运行时知道确切的类型。 值类型不能进一步子类型化，因此不需要“vtable”或其他对象特定的动态调度机制。

当对值类型进行装箱以将其放入堆时，需要普通的 .NET 对象标头。

Answer 3

如果值类型是方法中的局部变量，则它会在堆栈上分配。 如果值类型是类的成员，它将被分配为堆上对象内存区域的一部分。

与引用类型不同，值类型变量不需要任何额外的数据来跟踪类型。 编译器总是知道值类型变量在哪里以及它们的类型是什么，因此除了实际数据之外不需要额外的数据。 Int32 变量始终为四个字节。

引用类型在堆上分配，并且它有一个（或多个）指向它的引用。 引用本身实际上是一个值类型，因此它只是一个指针，编译器会跟踪它的位置和类型。 引用的类型不必与其所指向的对象的类型相同，因此对象需要额外的信息来跟踪类型。 例如，指向 StringBuilder 类实例的对象引用：

object o = new StringBuilder();

这里编译器跟踪该引用的类型是对象，因此它只是一个指针（在 32 位应用程序中为 4 个字节）。 StringBuilder 对象存储在堆上，并且它有两个额外的指针来跟踪实际类型。

值类型也可以装箱，即作为对象存储在堆上。 当您将值类型转换为对象时，会发生这种情况：

object p = 42;

这将在堆上分配一个对象并将整数值复制到其中。 该对象将需要额外的类型信息来跟踪类型，因此它将在堆上使用 12 个字节而不是 4 个字节（在 32 位应用程序中）。

Answer 4

例如，类型定义和为该类型的实例存储的值之间存在差异......

// type definition
public class Bla {}
// instance of type bla
public Bla myBla = new Bla();

本质上， int 的大小就像看起来的那样（4 个字节），但正如您所发现的，这就是它的内存空间的大小需要声明。

类型定义存储在其他地方，像 CompareTo 这样的方法仅以这种方式声明一次，而不是为您声明的该类型的每个实例声明一次，并且由于它们作为框架库本身的一部分加载，出于应用程序的目的，这些定义实际上占用 0 空间。