【C#】關於字典存儲不同類型變量的效果

最近在寫一個小工具，里面用到了一個自定義的類，並且需要對該類進行多個實例化。

因為需要根據需求來取不同的實例，所以決定將其放置到一個字典中，以便取用。

另外，由於可能之后會改動實例化時的內容，所以准備將具體實例化的代碼封裝到一個單獨的子程序中，以便更改。

 

所以寫了如下的代碼：

namespace Example
{
    public partial class MainWindow : Window
    {
        //因為在其他地方會引用到，所以放在最外層定義
        public static MyClass staff1; 
        public static MyClass staff2;
        public static Dictionary<string, MyClass> staffDic = new Dictionary<string, MyClass>()
        {
            {"aaa",staff1},
            {"bbb",staff2}
        };

        private void Window_Loaded(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            InitializationStaff();
            System.Console.WriteLine(staffDic["aaa"]);
        }

        private void InitializationStaff() //給變量添加實例
        {
            staff1=new MyClass(){a=1,b=2,c=3};
            staff2=new MyClass(){a=3,b=2,a=1};
        }
    }

    Class MyClass 
    {
        public int a;
        public int b;
        public int c;
    }
}

結果發現，輸出的時候報錯了，提示在字典中該項對應的內容為Null。

而如果將代碼修改一下，在外面先實例化一下：

namespace Example
{
    public partial class MainWindow : Window
    {
        //因為在其他地方會引用到，所以放在最外層定義
        //在定義變量時就實例化
        public static MyClass staff1 = new MyClass(); 
        public static MyClass staff2 = new MyClass();
        public static Dictionary<string, MyClass> staffDic = new Dictionary<string, MyClass>()
        {
            {"aaa",staff1},
            {"bbb",staff2}
        };

        private void Window_Loaded(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            InitializationStaff();
            System.Console.WriteLine(staffDic["aaa"]);
        }

        private void InitializationStaff() //給變量修改內容
        {
            staff1.a = 1；
            staff1.b = 2；
            staff1.c = 3；

            staff2.a = 3；
            staff2.b = 2；
            staff2.a = 1;
        }
    }

    Class MyClass 
    {
        public int a;
        public int b;
        public int c;
    }
}

此時，輸出的內容就正常了。

那么究竟這背后發生了什么呢？

 

在請教過朋友后了解到，在C#中，為字典添加key對應的value時，實際上發生的效果是將目標內容復制到字典中，而並非是引用。

了解過變量和內存相關知識的人應該知道，當我們寫下一行代碼：

int a = 123;

此時發生的是，系統首先找到一塊內存空間，把123這個值存儲到其中，並記錄該內存空間的地址A。

而在變量a中，實際存儲的內容就是地址A。

 

當我們將變量添加至字典中時：

Dictionary<string, int> Dic = new Dictionary<string, int>() { { "number1", a } };

字典首先找到a這個變量，得到了存儲着數據的地址A。

隨后將地址A中的內容復制，並粘貼到字典開辟出的另一塊內存空間中。而這個內存空間的地址是地址B。

此時，無論我們給變量a如何賦值，字典中的a是不會改變的。

因為在給變量a賦值時，實際修改的是地址為A的內存空間中的數據，而字典中的a存儲在的位置是地址為B的內存空間中。

 

可是，如果按照這個結論來看，在本文開頭部分我用的第二種方法，也應該是在外部修改了類中成員的數據后，字典中的內容不變啊？

那為什么在外部修改的時候字典內的內容也改變了呢？

 

當我們寫下以下代碼的時候：

namespace Example
{
    public partial class MainWindow : Window
    {
        private void Window_Loaded(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            public static MyClass staff = new MyClass(); 
        }
    }

    Class MyClass 
    {
        public int a;
        public int b;
        public int c;
    }
}

變量staff中，存儲了一個地址A，地址A處存儲了MyClass這樣的一個類型，也就是a、b和c三個變量。

而a、b和c三個變量，實際上是分別存儲了地址a，地址b，地址c。

這三個地址所指向的地方，才是各自存儲了數據的內存空間。

 

當我們將staff添加到字典中時，字典讀取到了地址A，並將地址A處存儲的內容復制到了自己新開辟的、在地址B處的內存空間中。

在復制的時候，a、b、c三個變量的地址也就隨着被復制到了地址B處中。

 

這個時候，外部的變量staff和字典中的staff，都會指向同樣的三塊內存空間。

當通過外部變量staff修改內容時，由於字典內的staff實際也訪問的是同樣的地址，所以字典內的內容也會隨之改變。

 

這樣說起來可能有點亂，用圖來表示應該會明了一些。

 

以上均為本人理解，如有疏漏還請各位多多指教。