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C#中定義裝箱和拆箱詳解

開發(fā) 后端
本文介紹C#裝箱和拆箱是一個抽象的概念,C#裝箱是將值類型轉(zhuǎn)換為引用類型;拆箱是將引用類型轉(zhuǎn)換為值類型等。

1、C#裝箱和拆箱是一個抽象的概念

2、C#裝箱是將值類型轉(zhuǎn)換為引用類型;拆箱是將引用類型轉(zhuǎn)換為值類型

利用裝箱和拆箱功能,可通過允許值類型的任何值與Object 類型的值相互轉(zhuǎn)換,將值類型與引用類型鏈接起來
例如:

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

這是一個裝箱的過程,是將值類型轉(zhuǎn)換為引用類型的過程

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

這是一個拆箱的過程,是將值類型轉(zhuǎn)換為引用類型,再由引用類型轉(zhuǎn)換為值類型的過程

注:被裝過箱的對象才能被拆箱

3、.NET中,數(shù)據(jù)類型劃分為值類型和引用(不等同于C++的指針)類型,與此對應,內(nèi)存分配被分成了兩種方式,一為棧,二為堆,注意:是托管堆。值類型只會在棧中分配。引用類型分配內(nèi)存與托管堆。托管堆對應于垃圾回收。

4:C#裝箱和拆箱是什么?
裝箱:用于在垃圾回收堆中存儲值類型。裝箱是值類型到 object 類型或到此值類型所實現(xiàn)的任何接口類型的隱式轉(zhuǎn)換。
拆箱:從 object 類型到值類型或從接口類型到實現(xiàn)該接口的值類型的顯式轉(zhuǎn)換。

5:為何需要裝箱?(為何要將值類型轉(zhuǎn)為引用類型?)
一種最普通的場景是,調(diào)用一個含類型為Object的參數(shù)的方法,該Object可支持任意為型,以便通用。當你需要將一個值類型(如Int32)傳入時,需要裝箱。
另一種用法是,一個非泛型的容器,同樣是為了保證通用,而將元素類型定義為Object。于是,要將值類型數(shù)據(jù)加入容器時,需要裝箱。

6:C#裝箱和拆箱的內(nèi)部操作。
◆裝箱:
對值類型在堆中分配一個對象實例,并將該值復制到新的對象中。按三步進行。
***步:新分配托管堆內(nèi)存(大小為值類型實例大小加上一個方法表指針和一個SyncBlockIndex)。
第二步:將值類型的實例字段拷貝到新分配的內(nèi)存中。
第三步:返回托管堆中新分配對象的地址。這個地址就是一個指向?qū)ο蟮囊昧恕?BR>有人這樣理解:如果將Int32裝箱,返回的地址,指向的就是一個Int32。我認為也不是不能這樣理解,但這確實又有問題,一來它不全面,二來指向Int32并沒說出它的實質(zhì)(在托管堆中)。
◆拆箱:
檢查對象實例,確保它是給定值類型的一個裝箱值。將該值從實例復制到值類型變量中。
有書上講,拆箱只是獲取引用對象中指向值類型部分的指針,而內(nèi)容拷貝則是賦值語句之觸發(fā)。我覺得這并不要緊。最關鍵的是檢查對象實例的本質(zhì),拆箱和裝箱的類型必需匹配,這一點上,在IL層上,看不出原理何在,我的猜測,或許是調(diào)用了類似GetType之類的方法來取出類型進行匹配(因為需要嚴格匹配)。

7:C#裝箱和拆箱對執(zhí)行效率的影響
顯然,從原理上可以看出,裝箱時,生成的是全新的引用對象,這會有時間損耗,也就是造成效率降低。
那該如何做呢?
首先,應該盡量避免裝箱。
比如上例2的兩種情況,都可以避免,在***種情況下,可以通過重載函數(shù)來避免。第二種情況,則可以通過泛型來避免。
當然,凡事并不能絕對,假設你想改造的代碼為第三方程序集,你無法更改,那你只能是裝箱了。
對于裝箱和拆箱代碼的優(yōu)化,由于C#中對裝箱和拆箱都是隱式的,所以,根本的方法是對代碼進行分析,而分析最直接的方式是了解原理結何查看反編譯的IL代碼。比如:在循環(huán)體中可能存在多余的裝箱,你可以簡單采用提前裝箱方式進行優(yōu)化。

8:對裝箱和拆箱更進一步的了解
裝箱和拆箱并不如上面所講那么簡單明了,比如:裝箱時,變?yōu)橐脤ο?,會多出一個方法表指針,這會有何用處呢?
我們可以通過示例來進一步探討。

舉個例子。

  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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責任編輯:佚名 來源: 博客園
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