装箱和拆箱认识
装箱(Boxing):值类型->引用类型,把一个值类型数据放到堆上,就需要装箱操作.
拆箱(Unboxing):引用类型->值类型,把一个放在堆上的值类型数据取出来,则需要进行拆箱操作.
值类型(原类型(Sbyte、Byte、Short、Ushort、Int、Uint、Long、Ulong、Char、Float、Double、Bool、Decimal)、枚举(enum)、结构(struct);
值类型数据是分配在栈中.
引用类型(类,接口,数组,委托,字符串等);引用类型数据分配在堆上.
例如,对于如下简单的装箱和拆箱操作语句。
object obj = i;//Boxing
if( obj is int )
int j = (int) obj;//Unboxing
装箱和拆箱存在的意义:值类型是数据的容器,它存储在堆栈上,不具备多态性,而.NET框架在整个对象层次的设计中,使用System.Object作为所有类型的基类,但是Obejct是引用类型,而作为值类型的基类System.ValueType,是从System.Object派生出来的,这就产生了矛盾,装箱和拆箱就是为了解决这两种类型之间的差异。
装箱会将一个值类型放入一个未具名类型(untyped)的引用对象中,从而允许该值类型应用于那些只能使用引用类型的场合。拆箱则会从前面的装箱对象中提取出一个值类型的副本。装箱和拆箱都是比较耗时的操作。
装箱操作会将值类型转换为一个引用类型,这个过程中会创建一个新的引用独享,然后将其分配到堆上,同时值类型的副本会被存储在该引用对象内部。当我们需要从装箱对象中获取任何信息时,会创建值类型的一个副本,然后将其返回。其中的关键是:当我们需要引用类型时,会创建一个新的引用类型的对象并将其放入到堆中;当我们需要访问已经装箱的对象信息时,就会创建对应值类型的一个副本,并将其返回。
装箱和拆箱最大的问题是它们会自动发生。当我们使用的是值类型,而期望的是引用类型,那么编译器就会自动产生装箱和拆箱语句。
我们来看下面的语句,居然也发生了装箱和拆箱操作。
25, 32, 50);
上述代码之所以发生了装箱,是因为WriteLine方法需要的参数类型是System.Object,而25是一个int类型,属于值类型,因此需要装箱,而在WriteLine方法内部实现时,需要调用方法参数的ToString()方法,为了调用装箱对象的方法,就会发生拆箱的操作。
为了避免装箱和拆箱,可以将上述代码进行如下修改。
25.ToString(), 32.ToString(), 50.ToString());
另外,由于装箱和拆箱都会产生新的实例,那么有时会产生一些诡异的bug,我们来查看下面的代码。
![](https://images.cnblogs.com/OutliningIndicators/ExpandedBlockStart.gif)
2 {
3 privatestring _Name;
4
5 publicstring Name
6 {
7 get
8 {
9 return _Name;
10 }
11 set
12 {
13 _Name = value;
14 }
15 }
16
17 publicoverridestring ToString( )
18 {
19 Return _Name;
20 }
21 }
22
23 // Using the Person in a collection:
24 ArrayList attendees =new ArrayList( );
25 Person p =new Person( "Old Name" );
26 attendees.Add( p );
27
28 // Try to change the name:
29 // Would work if Person was a reference type.
30 Person p2 = (( Person )attendees[ 0 ] );
31 p2.Name ="New Name";
32
33 // Writes "Old Name":
34 Console.WriteLine(
35 attendees[ 0 ].ToString( ));
上述代码中,Person是一个值类型,在将其放入ArrayList时,会进行装箱操作,这时会有一次复制操作,当我们需要获得ArrayList内Person对象的信息时,需要一次拆箱,又会有一次复制操作,因此,当我们并没有对ArrayList内的对象进行修改,而是针对副本进行修改。
我们可以通过以下的方式来修改上述代码存在的问题。
![](https://images.cnblogs.com/OutliningIndicators/ExpandedBlockStart.gif)
2 {
3 string Name
4 {
5 get; set;
6 }
7 }
8
9 struct Person : IPersonName
10 {
11 privatestring _Name;
12
13 publicstring Name
14 {
15 get
16 {
17 return _Name;
18 }
19 set
20 {
21 _Name = value;
22 }
23 }
24
25 publicoverridestring ToString( )
26 {
27 return _Name;
28 }
29 }
30
31 // Using the Person in a collection:
32 ArrayList attendees =new ArrayList( );
33 Person p =new Person( "Old Name" );
34 attendees.Add( p ); // box
35
36 // Try to change the name:
37 // Use the interface, not the type.
38 // No Unbox needed
39 (( IPersonName )attendees[ 0 ] ).Name ="New Name";
40
41 // Writes "New Name":
42 Console.WriteLine(
43 attendees[ 0 ].ToString( )); // unbox
44
45
装箱后的引用类型实现了原来值类型对象上所有的接口,这意味着不会再发生复制,但是当我们调用IPersonName.Name属性时,它会将调用请求转发给“箱子”内部的值类型,在值类型上实现接口使我们可以访问”箱子“的内部,从而允许直接改变ArrayList中的信息。
总之,我们应该对任何将值类型转换为System.Object或者接口类型的构造保持密切的关注,例如将值类型放入集合中,在值类型上调用System.Object定义的方法等,这些操作都会将值类型转换为System.Object,只要有可能,我们都应该避免这种转换。
使用微软自带ildasm.exe工具反汇编程序,可以清楚看到装箱和拆箱。