[C#] C# 知識回顧 - 裝箱與拆箱

時間 2019-11-09

標籤 c# 知識回顧裝箱欄目 C# 简体版

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裝箱與拆箱

生活中的裝箱與拆箱

　　咱們習慣了在網上購物，此次你想買本編程書 -- 《C 語言從入門到放棄》，下單成功後，賣家會幫你將這本入坑指南打好包裝，咱們能夠稱之爲裝箱；通過快遞員的馬不停蹄，風雨無阻，包裹就直接送到你手上了。你必定會以迅雷不及掩耳盜鈴兒響叮噹之勢拆開包裝，這個過程咱們能夠稱之爲拆箱，這時，入坑指南就順利的送到你手上。html

C# 的裝箱與拆箱

　　裝箱：將值類型（如 int ，或自定義的值類型等）轉換成 object 或者接口類型的一個過程。當 CLR 對值類型進行裝箱時，會將該值包裝爲 System.Object 類型，再將包裝後的對象存儲在堆上。拆箱就是從對象中提取對應的值類型的一個過程。

　　裝箱是隱式的；拆箱一定是顯式的。 sql

　　與簡單的賦值操做相比，裝箱和拆箱都須要進行大量的數據計算。對值類型進行裝箱時，CLR 必須從新分配一個新的對象。拆箱所需的強制轉換也須要進行大量的計算，二者相比，僅僅是程度不高，而且也可能會出現類型轉換髮生的異常情形。若是你的操做正處於循環的中心，經過測試（如：Stopwatch），你會很明顯的感受到性能問題。編程

　　.NET 2.0 引入的泛型其實在很大的程度上解決了裝拆箱產生的類型轉換問題，也減小了類型轉換所引發的運行時的異常，及保證了類型安全，從而提升了性能。

        static void Main(string[] args)
        {
            var i = 123;    //System.Int32

            //對 i 裝箱（隱式）
            object obj = i;

            //對 obj 進行拆箱（顯式）
            i = (int)obj;

            Console.Read();
        }

　　在這裏，我先將變量 i （int 類型）進行了裝箱，並分配給對象 obj。其次，再次將對象 obj 進行拆箱（即強轉）並從新給變量 i（int 類型）賦值。數組

　　直接經過反編譯獲得的 IL 代碼，從 box 和 unbox 這兩個指令也能夠看出具體在哪一步發生裝箱和拆箱操做。安全

值類型和引用類型

　　值類型和引用類型，這二者原本沒有多大的聯繫（可能就是基類爲 object），設計人員經過一種名爲裝拆箱的操做使得這兩種類型建立了新的聯繫，讓任何值類型均可以當成對象（引用）類型來進行操做。框架

　　裝拆箱其實就是值類型和引用類型二者之間的類型轉換操做。這裏，我簡單梳理一下這兩種類型：ide

　　（1）值類型：整型:Int；長整型:long；浮點型:float；字符型:char；布爾型:bool；枚舉:enum；結構:struct；它們統一繼承 System.ValueType。函數

　　（2）引用類型：數組，用戶定義的類、接口、委託，object，字符串等。post

　　（3）簡單的堆棧圖：性能

圖：@ 表示一個引用地址

裝箱

　　裝箱就是值類型到 object 類型或者到該值類型所實現的接口類型所實現的一個隱式轉換過程（可顯式）。裝箱的時候會在堆中自動建立一個對象實例，而後將該值複製到新對象內。

    var i = 123;    //System.Int32

    //對 i 裝箱（隱式）進對象 o
    object o = i;

　　從圖可知，對象 o 存的是地址引用，指向的是堆上的值，這個值的類型和變量 i 同樣，也是 int 類型，值（123）也就是從變量 i Copy 過來的一個副本值而已。

　　【備註】裝箱默認是隱式的，固然，你能夠選擇顯式，但這並非必須的。

拆箱

　　拆箱是從 object 類型到值類型，或從接口類型到實現該接口的值類型的顯式轉換的一個過程。

　　拆箱：檢查對象實例，確保它是給定值類型的一個裝箱值後，再將該值從實例複製到值類型變量中。

    int i = 123;      // 值類型
    object o = i;     // 裝箱
    int j = (int)o;   // 拆箱

　　要在運行時成功拆箱值類型，被拆箱的項必須是對一個對象的引用，該對象是先前經過裝箱該值類型的實例建立的。

　　拆箱時須要注意，轉換出現異常的情形：

　　雖然，decimal 類型能夠直接強轉爲 int 類型，但從調式的結果來看，拆箱時是會引起「轉換無效」的異常。要記住，拆箱時強轉的值類型，應以裝箱時的值類型一致。

讀者看法

　　深藍醫生：簡單說，裝箱就是把值類型變成引用類型使用；拆箱就是將引用類型變成值類型使用。然而，大量使用值類型會引發變量值的大量拷貝，反而下降運行效率。因此裝箱沒有那麼可怕，這能夠經過 EF的code first和SOD框架的code first代碼進行測試（要有業務層代碼這種），雖然SOD框架的實體類看起來都是「裝箱」過的，可是它的性能不會輸給EF。

　　lulianqi15：最後加的一句注意（decimal 類型能夠直接強轉爲 int 類型........應以裝箱時的值類型一致），其實不太嚴謹，decimal 128位，想一想都不可能平白無故轉換成32位的數據，之因此能強制轉換，是由於Decimal 本身實現了自定義強制轉換public static explicit operator int(decimal value)。回到最後例子的報錯，JIT確定是知道obj是Decimal（由於Decimal數據移動到託管堆上後後還額外爲其添加了類型對象指針及同步塊索引，因此即便obj在ide裏申明爲object，不過jit是知道他就是Decimal）之因此發生異常的緣由是CLR認爲在生成il時就認爲obj是object類型，而object沒有實現explicit 指定重載（固然能夠本身實現）。因此就調用了object默認的強制轉換，檢查類型指針的時候發現不合法就報錯了，那若是承認Decimal能夠強制轉換爲int，說到底最後在強制轉換報錯的根本緣由也只是object沒有實現explicit 指定重載。若是自定義類型本身實現了explicit，那在轉換時也不用保證其運行時類型與要轉換的類型一致。