「通俗讲解」Godot类型内存解析

1.栈与堆
注意：为了通俗理解，本人将部分底层原理简化！！！！
在程序运行时，会产生很多数据，例如我们定义的变量，为了储存这些数据，cpu会在内存中开辟一段空间，用于储存数据，而这个空间被叫做“栈”
我们可以将栈看作一列火车，其中的每个数据都是一节车厢，栈中的数据是自上而下分布：

其中，栈底的位置是不变的，而栈顶指向“可用空间的顶端”
举个例子：

当上面这两个全局变量a,b在脚本运行时，内存模型是这样的：

var a=2首先执行，所以a先进入栈，b后进入，栈顶也随之移动。
接下来我们再看局部变量的储存：
同样举个例子：

当_ready执行中：

（这里补充一下，因为绘图演示原因，栈画得很短，看似好像只能存储很少的数据，实际中，栈是可以容纳很多数据的，不要被图片误导）


可以发现，局部变量好像和全局变量在栈中的内存模型相同，的确，所有变量都是这样自上而下地进入栈的，
可是，你有没有想到一个问题：
函数中的变量可以进入栈，但我们可以无限制地调用函数！！！如果这样下去，栈不久会被占满吗？
所以，一般情况下，函数执行结束时，会“清栈”，即将栈顶上移到一开始的样子，可以看做清空局部变量栈：
_ready执行结束后：

可以看到，_ready执行结束后，栈顶上移，La与Lb被“无情”地清除了，
这是一个约定：当函数结束执行后，就会移动栈顶，将局部变量清空！！！
这样就不会存在多次调用函数，栈空间被占满的情况了。
这也说明了：
我们之所以能在各处使用全局变量，是因为它不再任何函数中，所以它对应的栈空间，程序运行时不会被清理，全局变量可以一直存在！

我们之所以不能在指定函数外访问局部变量，是因为局部变量是个“苦命的孩子”，它不仅只在函数执行时才进入堆栈，而且在函数结束后它就会被清理........

我们再来看看什么是堆：
简单来说，堆是程序自己申请开辟的内存空间，由程序自己管理，它没有规定的存储方式，所以程序可以随心所欲地使用堆，堆模型如下：

所以我们为什么要用堆呢？
这主要是为了储存一些特殊类型，例如Array：
如果我们把Array放到栈中，因为栈内存是自动管理的，万一Array中的某一个数据被清理了，都会产生意想不到的严重的后果，相比之下把Array放到我们自己的堆中更为保险：

来看一个实际的例子：

上面这段代码运行时，内存模型如下：

可以看到，为了内存安全，实际数组在堆中，因为所有变量都在栈上，所以变量Arr储存了一个“地址”，用于寻找堆中的实际数组
像这种：实际数据在堆中，而栈上的变量储存“地址”的类型，我们就称作“引用类型”，Array，Dictionary，Object(以及派生类)都是引用类型，
这就是堆与栈的知识，下节我们来讲讲Godot中类型的分类。

2.Godot类型内存分类
Godot提供了很多内置类型，这我们分一下类：
1.值类型
2.引用类型
3.次引用类型(其实因该叫“弱引用”，但为了与Java区分，这里称“次引用”)
1.值类型
即这个类型的变量数据，直接就在栈中：
int,float,bool,以及所有数学向量类型(向量,矩阵,包围盒等)都是值类型

而值类型在复制时，是直接在栈中复制：
例如：
var a=1
var b=a
结果：

这时，a,b都是独立的，互不影响。
2.引用类型
即实际数据在堆中，而变量只是储存“地址”
如上节提到的Array：
var Arr=[1,2,3]

引用类型在拷贝时，是将地址复制：
例如：

内存模型：

所以实际上Arr与Arr2指向同一段数据，所以修改其中一个的值，Arr[0]=4，则Arr2[0]也为4
因为它们指向同一数据！！！
所以引用类型在复制时要注意！！！
Array，Dictionary，Object(以及派生类)都是引用类型。
3.次引用类型
这种类型储存与引用类型一致，但拷贝与值类型一致！
例如String：


这储存模型与引用类型一致，
但在拷贝时：


它会将实际数据也拷贝一份，所以这时的S1与S2互不影响！
String和Pool-XXX-Array都属于次引用类型！！！

顶

tql

3.总结与实践
对于Array与Dictionary储存方式的理解：
小测验一：

上面的代码会输出什么？
我们来分析一下：
首先我们创建了变量S，
然后我们将S“存入”了Arr数组，
接着我们去除了S的第一个字符，
输出结果应该是： str
我们来看一下内存模型：
当执行var S="str"时，S入栈，
当执行var Arr=[S]时，实际上等价于：
var Arr
Arr[0]=S
Arr是一个“地址”，指向堆中的实际数组，而实际数组的第一个元素是拷贝自变量S的！！
变量S是String类型，由上节可知，它是次引用类型，实际数据也会被拷贝，
Arr[0]=S
所以数据 "str" 被拷贝了一份，Arr[0]储存一个“地址”，指向拷贝来的数据！！

由此可知：
Array和Dictionary储存数据时，都是去拷贝原数据！！！！

在这个实例中，Arr[0]拷贝自S，S是String类型，次引用类型，所以Arr[0]与S的数据不会影响
Arr[1]拷贝自常量1，Arr[1]数据是独立的，不会与其它变量影响
Arr[2]拷贝自W，W是Dictionary类型，引用类型，拷贝后Arr[2]与W都是指向堆中同一个实际数据的“地址”，所以会互相影响！
小测验二：

上面的代码会输出什么？
我们来分析一下：
首先我们创建了变量S，
然后我们将S“存入”了Arr数组，
接着我们获取数组的第一个数据，
然后我们将这个数据(实际上就是字符串)去除第一个字符，
实际上，上面的代码会输出 str
为什么呢？
为了严谨，我先把底层实际原因说一下：
因为底层需要，Array和Dictionary中的数据是以Variant类型储存的，而Variant类型可以近似为次引用类型，所以从Arr[0]取出数据时，取出的是实际数据的拷贝
但Variant类型在gds中由程序自动管理，所以上述行径，可以这样通俗理解：
Array和Dictionary为了内部数据安全，在取出数据时，会生成一个临时变量，并执行一次拷贝：

所以从Array和Dictionary取出数据时，实际上取出原数据的拷贝！
这时候就要注意 值类型，引用类型，次引用类型 拷贝时的区别了！！！

楼主之前出的研究和谈论都很好，但是这次说实话，最大的问题是，10楼截图给出了一个提问，却没有明确的回答，我想知道答案是什么，却需要把这么多文字全部看明白，如果print的结果能用一个截图显示出来，我们就能一眼看到了，对于一开始不愿意看长文本的吧友们，在长文本里说明结果，可能会把他们搞懵。
这玩意儿说白了就是深拷贝与浅拷贝的区别，S指向“str”字符串，Arr是基于S生成的，其他语言里，很多为了节约内存，会导致我更改了S的“str”信息，Arr也发生改变，但是这里没有，Arr变量是完全拷贝了一份S的信息，即S指向的“str”和Arr指向的“str”不是同一个“str”