C#中裝箱和拆箱的示例分析

這篇文章給大家分享的是有關(guān)C#中裝箱和拆箱的示例分析的內(nèi)容。小編覺得挺實用的，因此分享給大家做個參考，一起跟隨小編過來看看吧。

裝箱（boxing）和拆箱（unboxing）是C#類型系統(tǒng)的核心概念.是不同于C與C++的新概念！,通過裝箱和拆箱操作，能夠在值類型和引用類型中架起一做橋梁.換言之,可以輕松的實現(xiàn)值類型與引用類型的互相轉(zhuǎn)換,裝箱和拆箱能夠統(tǒng)一考察系統(tǒng),任何類型的值最終都可以按照對象進行處理.

裝箱和拆箱是值類型和引用類型之間相互轉(zhuǎn)換是要執(zhí)行的操作。

1. 裝箱在值類型向引用類型轉(zhuǎn)換時發(fā)生

2. 拆箱在引用類型向值類型轉(zhuǎn)換時發(fā)生

//1、
//   裝箱和拆箱是一個抽象的概念
//2、
//   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：
int val = 100;
object obj = val;
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
int val = 100;
object obj = val;
int num = (int) obj;
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(yīng)，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(yīng)于垃圾回收。
//4：裝箱/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：裝箱/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(fù)制到新的對象中。按三步進行。
//第一步：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?
//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(fù)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(guān)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：裝箱/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(yīng)該盡量避免裝箱。
//比如上例2的兩種情況，都可以避免，在第一種情況下，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(shè)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/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(jié)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/拆箱更進一步的了解
//裝箱/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螅瑫喑鲆粋€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。
Struct A : ICloneable
{
public Int32 x;
public override String ToString() {
return String.Format(”{0}”,x);
}
public object Clone() {
return MemberwiseClone();
}
}
static void main()
{
A a;
a.x = 100;
Console.WriteLine(a.ToString());
Console.WriteLine(a.GetType());
A a2 = (A)a.Clone();
ICloneable c = a2;
Ojbect o = c.Clone();
}
//5.0：a.ToString()。編譯器發(fā)現(xiàn)A重寫了ToString方法，會直接調(diào)用ToString的指//令。因為A是值類型，編譯器不會出現(xiàn)多態(tài)行為。因此，直接調(diào)用，不裝箱。//(注：ToString是A的基類System.ValueType的方法)
//5.1：a.GetType()，GetType是繼承于System.ValueType的方法，要調(diào)用它，//需要一個方法表指針，于是a將被裝箱，從而生成方法表指針，調(diào)用基類的//System.ValueType。(補一句，所有的值類型都是繼承于System.ValueType  //的)。
//5.2：a.Clone()，因為A實現(xiàn)了Clone方法，所以無需裝箱。
//5.3：ICloneable轉(zhuǎn)型：當a2為轉(zhuǎn)為接口類型時，必須裝箱，因為接口是一種引用類 //型。
//5.4：c.Clone()。無需裝箱，在托管堆中對上一步已裝箱的對象進行調(diào)用。
//附：其實上面的基于一個根本的原理，因為未裝箱的值類型沒有方法表指針，所以，不能//通過值類型來調(diào)用其上繼承的虛方法。另外，接口類型是一個引用類型。對此，我的理 //解，該方法表指針類似C++的虛函數(shù)表指針，它是用來實現(xiàn)引用對象的多態(tài)機制的重要//依據(jù)。
//9：如何更改已裝箱的對象
//對于已裝箱的對象，因為無法直接調(diào)用其指定方法，所以必須先拆箱，再調(diào)用方法，但再//次拆箱，會生成新的棧實例，而無法修改裝箱對象。有點暈吧，感覺在說繞口令。還是舉//個例子來說：(在上例中追加change方法)
public void Change(Int32 x) {
this.x = x;
}
//調(diào)用：
A a = new A();
a.x = 100;
Object o = a; //裝箱成o，下面，想改變o的值。
((A)o).Change(200); //改掉了嗎？沒改掉。
//沒改掉的原因是o在拆箱時，生成的是臨時的棧實例A，所以，改動是基于臨時A的，并未//改到裝箱對象。
//(附：在托管C++中，允許直接取加拆箱時第一步得到的實例引用，而直接更改，但C#//不行。)
//那該如何是好？
//嗯，通過接口方式，可以達到相同的效果。
//實現(xiàn)如下：
interface IChange {
void Change(Int32 x);
}
struct A : IChange {
…
}
//調(diào)用：
((IChange)o).Change(200);//改掉了嗎？改掉了。
//為啥現(xiàn)在可以改？
//在將o轉(zhuǎn)型為IChange時，這里不會進行再次裝箱，當然更不會拆箱，因為o已經(jīng)是引用//類型，再因為它是IChange類型，所以可以直接調(diào)用Change，于是，更改的也就是已//裝箱對象中的字段了，達到期望的效果。
//10、--------------------------
 //   將值類型轉(zhuǎn)換為引用類型，需要進行裝箱操作(boxing)：
//1、首先從托管堆中為新生成的引用對象分配內(nèi)存。
//2、然后將值類型的數(shù)據(jù)拷貝到剛剛分配的內(nèi)存中。
//3、返回托管堆中新分配對象的地址。
//可以看出，進行一次裝箱要進行分配內(nèi)存和拷貝數(shù)據(jù)這兩項比較影響性能的操作。
//將引用內(nèi)型轉(zhuǎn)換為值內(nèi)型，需要進行拆箱操作(unboxing)：
//1、首先獲取托管堆中屬于值類型那部分字段的地址，這一步是嚴格意義上的拆箱。
//2、將引用對象中的值拷貝到位于線程堆棧上的值類型實例中。
//經(jīng)過這2步，可以認為是同boxing是互反操作。嚴格意義上的拆箱，并不影響性能，但//伴隨這之后的拷貝數(shù)據(jù)的操作就會同boxing操作中一樣影響性能。
//11、-------------------------
//NET的所有類型都是由基類System.Object繼承過來的，包括最常用的基礎(chǔ)類型：int, //byte, short，bool等等，就是說所有的事物都是對象。如果申明這些類型得時候都在//堆(HEAP)中分配內(nèi)存，會造成極低的效率！(個中原因以及關(guān)于堆和棧得區(qū)別會在另一篇//里單獨得說說！)
//.NET如何解決這個問題得了？正是通過將類型分成值型(value)和引用型//(regerencetype)，C#中定義的值類型包括原類型（Sbyte、Byte、Short、//Ushort、Int、Uint、Long、Ulong、Char、Float、Double、Bool、//Decimal）、枚舉(enum)、結(jié)構(gòu)(struct)，引用類型包括：類、數(shù)組、接口、委托、//字符串等。
//值型就是在棧中分配內(nèi)存，在申明的同時就初始化，以確保數(shù)據(jù)不為NULL；
//引用型是在堆中分配內(nèi)存，初始化為null，引用型是需要GARBAGE COLLECTION來//回收內(nèi)存的，值型不用，超出了作用范圍，系統(tǒng)就會自動釋放！
//下面就來說裝箱和拆箱的定義！
//裝箱就是隱式的將一個值型轉(zhuǎn)換為引用型對象。比如：
int i=0;
Syste.Object obj=i;
//這個過程就是裝箱！就是將i裝箱！
//拆箱就是將一個引用型對象轉(zhuǎn)換成任意值型！比如：
int i=0;
System.Object obj=i;
int j=(int)obj;
//這個過程前2句是將i裝箱，后一句是將obj拆箱！1、

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