【c#】裝箱與拆箱

　　從內存執行的角度來看，值類型的內存分配在線程的堆棧上，而引用類型的內存分配在託管堆上。所以從值類型向引用類型的轉換，勢必牽涉到數據的拷貝與指針引用等操做。

　　裝箱操做，大體過程爲：在託管堆中分配新對象的內存，將值類型的字段拷貝到該內存中，而後返回該對象的地址，這樣就完成了從值類型到引用類型的轉變；拆箱操做，則是獲取已裝箱對象中來自值類型部分字段的地址。裝箱與拆箱並不是徹底對稱的互逆操做，拆箱並不包含字段的拷貝。

　　概念雷區：

1. 裝箱與拆箱不是徹底對等的互逆操做。從內存的角度上看，拆箱的性能開銷遠小於裝箱，只是在實際的執行中，拆箱以後常伴隨着字段的拷貝，以c#爲例，編譯器老是自動產生拆箱以後的字段拷貝。
2. 只有被裝箱過的對象才能被拆箱，非全部的引用類型。將非裝箱而來的引用類型強制轉換爲值類型，會拋出InvalidCastException異常。

分拆

　　值類型，提供了輕量型的數據結構，具備較少的內存開銷，對系統性能有明顯的做用。而缺點是：缺省方法表指針，由於沒法在指望System.Object或其繼承類的方法上調用值類型。

　　裝箱過程解析

1. 內存分配：在託管堆中分配內存空間，內存大小爲欲裝箱值類型的大小加上其餘額外的內存空間，主要包括方法表指針與SyncBlockIndex，此兩個成員用於CLR管理引用類型對象。
2. 實例拷貝：將值類型的字段拷貝到新分配的內存中去
3. 地址返回

　　拆箱過程解析

1. 實例檢查：首先檢查是不是null，如果拋出NullReferenceException；若非，檢查對象實例，確保是給定值類型的裝箱值，而且保證拆箱後的類型爲原來的同一類型，不然會拋出InvalidCastException
2. 指針返回：返回已經裝箱對象中屬於原值類型部分字段的地址。而附加成員：方法表指針與SyncBlockIndex對該指針是不可見的。
3. 字段拷貝：將託管堆中實例的字段拷貝到線程的堆棧中。

性能

1. 在實際的項目中留意發生隱式裝箱的可能，並提供相應的多個重載方法來避免裝箱的發生。
2. 裝箱與拆箱常常是以隱式發生的，在系統中顯式的實現裝箱操做，是提升性能的較好選擇
3. 泛型能有效減小了裝箱與拆箱的發生，大大提升了系統的性能與穩定。

應用

1. ArrayList與Array
2. Hashtable
3. 枚舉
   枚舉類型爲典型的.Net值類型，能夠被裝箱爲System.Object，System.ValueType和System.Enum，以及System.Enum實現的三個接口類型System.IComparable，System.IConvertible，System.IFormattable
4. 關注不經意的隱式轉換

    1 public static void Main()
    2 {
    3     int i = 100;
    4     //裝箱
    5     i.GetType();
    6     //未裝箱
    7     i.ToString();
    8     //顯式裝箱
    9     object o = i;
   10     Hashtable ht = new Hashtable();
   11     ht.Add("One", o);
   12     ht.Add("Two", o);
   13 }

   GetType方法由System.Object類型提供，所以值類型調用時必須執行裝箱操做；而ToString方法則由int類型覆蓋，所以不會裝箱。Hashtable的Add方法接受System.Object類型的參數，所以經過顯式的類型轉換來減小隱式的裝箱操做。