C# 裝箱和拆箱的知識(shí)回顧
裝箱是將值類型轉(zhuǎn)換為 object 類型或由此值類型實(shí)現(xiàn)的任何接口類型的一個(gè)過程。 當(dāng) CLR 對(duì)值類型進(jìn)行裝箱時(shí),會(huì)將該值包裝到 System.Object 內(nèi)部,再將后者存儲(chǔ)在托管堆上。 拆箱將從對(duì)象中提取值類型。 裝箱是隱式的;拆箱是顯式的。 裝箱和拆箱的概念是類型系統(tǒng) C# 統(tǒng)一視圖的基礎(chǔ),其中任一類型的值都被視為一個(gè)對(duì)象。
在下面的示例中,將整型變量 i 進(jìn)行了裝箱并分配給對(duì)象 obj。
static void Main(string[] args) { var i = 123; //System.Int32 //對(duì) i 裝箱(隱式) object obj = i; Console.Read(); }
然后,可以將對(duì)象 obj 拆箱并分配給整型變量 i。
static void Main(string[] args) { var i = 123; //System.Int32 //對(duì) i 裝箱(隱式) object obj = i; //對(duì) obj 進(jìn)行拆箱(顯式) i = (int)obj; Console.Read(); }
這里用代碼進(jìn)行演示裝箱拆箱操作:
static void Main(string[] args) { //使用 string.Format 演示裝箱的使用,在這里 24 會(huì)被進(jìn)行裝箱操作 var formatStr = string.Format("{0} {1}.", "I'm", 24); Console.WriteLine($"formatStr: {formatStr}"); var objs = new List<object>(); for (int i = 0; i < 5; i++) { //每一次 i 都會(huì)裝箱到 objs 中 objs.Add(i); } Console.WriteLine("=========="); foreach (var obj in objs) { //兩個(gè) object 類型不能直接使用 * ,需要使用 int 進(jìn)行顯式拆箱 Console.WriteLine($"{obj} * {obj} = {(int)obj * (int)obj}"); } Console.Read(); }
性能
相對(duì)于簡(jiǎn)單的賦值而言,裝箱和取消裝箱過程需要進(jìn)行大量的計(jì)算。對(duì)值類型進(jìn)行裝箱時(shí),必須分配并構(gòu)造一個(gè)新對(duì)象。拆箱所需的強(qiáng)制轉(zhuǎn)換也需要進(jìn)行大量的計(jì)算,只是程度較輕。如果你的操作正處于循環(huán)的中心,你會(huì)很明顯的感覺到性能問題。
裝箱
裝箱用于在堆中存儲(chǔ)值類型。 裝箱是值類型到 object 類型或到此值類型所實(shí)現(xiàn)的任何接口類型的隱式轉(zhuǎn)換。對(duì)值類型裝箱會(huì)在堆中分配一個(gè)對(duì)象實(shí)例,并將該值復(fù)制到新的對(duì)象中。
請(qǐng)看以下值類型變量的聲明:
var i = 123; //System.Int32
以下語句對(duì)變量 i 隱式應(yīng)用了裝箱操作:
//對(duì) i 裝箱(隱式)進(jìn)對(duì)象 obj object obj = i;
此語句的結(jié)果是在堆棧上創(chuàng)建對(duì)象引用 o,而在堆上則引用 int 類型的值。 該值是賦給變量 i 的值類型值的一個(gè)副本。 下圖說明了兩個(gè)變量 i 和 o之間的差異。
當(dāng)然,你也可以選擇執(zhí)行顯式裝箱,但顯式裝箱從來不是必需的。
拆箱
拆箱是從 object 類型到值類型或從接口類型到實(shí)現(xiàn)該接口的值類型的顯式轉(zhuǎn)換。 拆箱的操作包括:
檢查對(duì)象實(shí)例,以確保它是給定值類型的裝箱值。
將該值從實(shí)例復(fù)制到值類型變量中。
int i = 123; // 值類型 object o = i; // 裝箱 int j = (int)o; // 拆箱
要在運(yùn)行時(shí)成功拆箱值類型,被拆箱的項(xiàng)必須是對(duì)一個(gè)對(duì)象的引用,該對(duì)象是先前通過裝箱該值類型的實(shí)例創(chuàng)建的。 嘗試取消裝箱 null 會(huì)導(dǎo)致 NullReferenceException。 嘗試取消裝箱對(duì)不兼容值類型的引用會(huì)導(dǎo)致 InvalidCastException。
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