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quinta-feira, 29 de agosto de 2013

Entendendo Structs no Microsoft.Net: memória stack e heap.

Recentemente um aluno muito aplicado me perguntou detalhes sobre a alocação de memória da estrutura de dados Structs no C# e, reuni informações interessantes sobre essa estrutura.

O artigo "C# Heap(ing) Vs Stack(ing) in .NET: Part I" mostra um modelo conceitual da estrutura da memória Stack e Heap no MS.NET:


heapvsstack1.gif

No artigo "Six important .NET concepts: Stack, heap, value types, reference types, boxing, and unboxing", o autor mostra um "teste de mesa" com diversos códigos e o respectivo efeito na memória, inclusive, com análise de tempo de alguns destes procedimentos.



Bem, esse artigo já responde a questão de qual é a memória utilizada para alocar o tipo de dados Struct, uma vez que, "Struct Types" são descendentes da classe "Value Types" a mesma dos tipos primitivos (int, bool, etc..) que são considerados estáticos e portanto irão alocar memória Stack.

No MSDN existe um comparativo entre classes e structs no artigo "Classes e estruturas (guia de programação do C#)".

No artigo "Structs (guia de programação do C#)" é possível encontrar algumas limitações dos structs em relação as classes no Microsoft.NET:
  • Em uma declaração struct, campos não podem ser inicializados a menos que eles sejam declarados como const ou static.
  • Uma struct não pode declarar um construtor padrão (um construtor sem parâmetros) ou um destruidor.
  • Structs são copiados na atribuição. Quando uma estrutura é atribuída a uma nova variável, todos os dados são copiados e qualquer modificação na nova cópia, não é refletida na estrutura original. Isso é importante lembrar-se ao trabalhar com coleções de tipos de valor, como um Dictionary < string, myStruct >.
  • Structus são tipos de valor e classes são tipos de referência.
  • Diferentemente das classes, structs podem ser instanciados sem usar o operador "new".
  • Structs podem declarar construtores com parâmetros.
  • Uma estrutura não pode herdar uma outra estrutura ou classe, e também não podem servir como base de uma classe. Todos os Structs são herdados diretamente de System.ValueType, o qual herda de System.Object.
  • Uma estrutura pode implementar interfaces.
  • Um Struct (estrutura) pode ser usada como um tipo nullable (anulável) e pode ser atribuída um valor nulo.

No artigo "struct (referência de C#)" existe um exemplo de implementação em C# de um Struct e uma definição interessante:
Um tipo struct é um tipo de valor normalmente usado para encapsular pequenos grupos de variáveis relacionadas.


Lembram do tipo "Record" do pascal (delphi)? 

No artigo "Structured Types (Delphi)" o autor faz a seguinte afirmação sobre o tipo "Record":
A record (analogous to a structure in some languages) represents a heterogeneous set of elements.

Neste outro artigo, "Understanding and Using Record Data Types in Delphi",o autor descreve o record como:
Record types define fixed collections of items of different types.

CONCLUSÃO:
"Um Struct (estrutura) é uma coleção de variáveis alocadas estaticamente na memória (Stack)."

[]´s Flavio Barbosa.