『スラスラわかるC#』第8章　読書メモ

スタックとヒープによるメモリ管理

.NET Framework向けのプログラミング言語で書かれたプログラムは、管理されたコード（managed code）と呼ばれる。マネージドコードはメモリやセキュリティが管理されている。

スタック

スタックはLIFO(Last In First Out)でデータを管理する。値型のインスタンスに使われる。スタックによる領域の確保と解放は、スコープの出入りのタイミングで行われる。

ヒープ

ヒープは任意サイズのデータ量を任意の順序で確保・解放する。参照型のインスタンスに使われる。スタックとヒープを比較すると、スタックのほうが効率的であることが多い。スタックの制限内で特に問題のないデータに対しては、可能な限りスタックを利用すべき。

領域の確保と解放を繰り返すことで、使用中のヒープがメモリ上に散在する状態ができる断片化（fragmentation）の問題もある。

ガベージコレクション

C#では、ヒープ領域はガベージコレクションによって自動的に解放される。

値型と参照型

データのサイズが小さく、継承の必要のないものは値型として定義し、それ以外のものは参照型として定義する。

C#の型の分類

値型；構造体型（ユーザー定義構造体、数値、真偽値型）、列挙型
参照型；クラス、インターフェース、デリゲート、object、文字列、配列

ボックス化

値型のインスタンスをobject型の変数に代入することをボックス化という。ボックス化はできるだけ利用しないことが望ましい。

引数の参照渡し

メソッドの引数にrefキーワードをつけることで、参照渡しにできる。

static void Test(ref int a) {...}

static void Main()
{
    int a = 0;
    Test(ref a); // 呼び出し側でもrefキーワードが必要
}

out修飾子による出力引数」

メソッドで複数の熱尾を返したい場合、C#では、参照渡しではなく出力引数(out修飾子)を使うことができる。out修飾子を使えば、メソッド内で変数を初期化することができる。

static Test(int out a) {
    a = 10;
}

static void Main() {
    int a;
    Test(out a); // aに10が代入される
}

Null許容型

通常、値型はnull値を取ることができない。C#にはNullable型という特殊な型があり、この型は値型でありながらnull値をとることができる。

Null許容型の定義は、値型の型名の後ろに?をつける。

int x = 1;
x = null; // コンパイルエラー

int? y = 1;
y = null; // コンパイルエラーにならない

Nullable型にはHasValueとValueというメンバーがあり、HasValueは値がnullならばfalseを返す。

Nullable型に対する演算の規則は何種類かあるが、たとえば 1 + null はnullになる。

?? 演算子を使うことで、値がnullか判別し、nullの場合には別の値を割り当てることができる。

int? x = null;
int y = x ?? 2; // xはnullなので2が代入される
x = 1;
int z = x ?? 2; // xはnullではないので1が代入される

リソースの破棄

ファイルのように、ガベージコレクションの管理対象外のリソースのことを、非管理リソース(Unmanaged Resource)と呼ぶ。
ファイルリソースを読み込む際は、適切な解放処理を行う必要がある。
通常、ファイルリソースの解放はtry-catch-finallyを使用してfinallyで行われることが多いが、C#では、usingステートメントを使うことで、ファイリソースの解放処理を簡単に書くことができる。

            using (FileStream reader =
                new FileStream(args[0], FileMode.Open))
            {
                // ファイルに対する操作
            }

usingステートメントで使うリソース管理用クラスは、System.IDisposableインターフェースを実装している必要がある。