C#中定义装箱和拆箱详解

开发 后端
本文介绍C#装箱和拆箱是一个抽象的概念,C#装箱是将值类型转换为引用类型;拆箱是将引用类型转换为值类型等。

1、C#装箱和拆箱是一个抽象的概念

2、C#装箱是将值类型转换为引用类型;拆箱是将引用类型转换为值类型

利用装箱和拆箱功能,可通过允许值类型的任何值与Object 类型的值相互转换,将值类型与引用类型链接起来
例如:

  1. int val = 100;  
  2. object obj = val;  
  3. Console.WriteLine (“对象的值 = {0}", obj);  

这是一个装箱的过程,是将值类型转换为引用类型的过程

  1. int val = 100;  
  2. object obj = val;  
  3. int num = (int) obj;  
  4. Console.WriteLine ("num: {0}", num);  

这是一个拆箱的过程,是将值类型转换为引用类型,再由引用类型转换为值类型的过程

注:被装过箱的对象才能被拆箱

3、.NET中,数据类型划分为值类型和引用(不等同于C++的指针)类型,与此对应,内存分配被分成了两种方式,一为栈,二为堆,注意:是托管堆。值类型只会在栈中分配。引用类型分配内存与托管堆。托管堆对应于垃圾回收。

4:C#装箱和拆箱是什么?
装箱:用于在垃圾回收堆中存储值类型。装箱是值类型到 object 类型或到此值类型所实现的任何接口类型的隐式转换。
拆箱:从 object 类型到值类型或从接口类型到实现该接口的值类型的显式转换。

5:为何需要装箱?(为何要将值类型转为引用类型?)
一种最普通的场景是,调用一个含类型为Object的参数的方法,该Object可支持任意为型,以便通用。当你需要将一个值类型(如Int32)传入时,需要装箱。
另一种用法是,一个非泛型的容器,同样是为了保证通用,而将元素类型定义为Object。于是,要将值类型数据加入容器时,需要装箱。

6:C#装箱和拆箱的内部操作。
◆装箱:
对值类型在堆中分配一个对象实例,并将该值复制到新的对象中。按三步进行。
***步:新分配托管堆内存(大小为值类型实例大小加上一个方法表指针和一个SyncBlockIndex)。
第二步:将值类型的实例字段拷贝到新分配的内存中。
第三步:返回托管堆中新分配对象的地址。这个地址就是一个指向对象的引用了。
有人这样理解:如果将Int32装箱,返回的地址,指向的就是一个Int32。我认为也不是不能这样理解,但这确实又有问题,一来它不全面,二来指向Int32并没说出它的实质(在托管堆中)。
◆拆箱:
检查对象实例,确保它是给定值类型的一个装箱值。将该值从实例复制到值类型变量中。
有书上讲,拆箱只是获取引用对象中指向值类型部分的指针,而内容拷贝则是赋值语句之触发。我觉得这并不要紧。最关键的是检查对象实例的本质,拆箱和装箱的类型必需匹配,这一点上,在IL层上,看不出原理何在,我的猜测,或许是调用了类似GetType之类的方法来取出类型进行匹配(因为需要严格匹配)。

7:C#装箱和拆箱对执行效率的影响
显然,从原理上可以看出,装箱时,生成的是全新的引用对象,这会有时间损耗,也就是造成效率降低。
那该如何做呢?
首先,应该尽量避免装箱。
比如上例2的两种情况,都可以避免,在***种情况下,可以通过重载函数来避免。第二种情况,则可以通过泛型来避免。
当然,凡事并不能绝对,假设你想改造的代码为第三方程序集,你无法更改,那你只能是装箱了。
对于装箱和拆箱代码的优化,由于C#中对装箱和拆箱都是隐式的,所以,根本的方法是对代码进行分析,而分析最直接的方式是了解原理结何查看反编译的IL代码。比如:在循环体中可能存在多余的装箱,你可以简单采用提前装箱方式进行优化。

8:对装箱和拆箱更进一步的了解
装箱和拆箱并不如上面所讲那么简单明了,比如:装箱时,变为引用对象,会多出一个方法表指针,这会有何用处呢?
我们可以通过示例来进一步探讨。

举个例子。

  1. Struct A : ICloneable  
  2. {  
  3. public Int32 x;  
  4. public override String ToString() {  
  5. return String.Format(”{0}”,x);  
  6. }  
  7. public object Clone() {  
  8. return MemberwiseClone();  
  9. }  
  10. }  
  11. static void main()  
  12. {  
  13. A a;  
  14. a.x = 100;  
  15. Console.WriteLine(a.ToString());  
  16. Console.WriteLine(a.GetType());  
  17. a2 = (A)a.Clone();  
  18. ICloneable c = a2;  
  19. Ojbect o = c.Clone();  
  20. }  

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责任编辑:佚名 来源: 博客园
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