装箱和取消装箱(C# 编程指南) - C# 编程指南

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装箱和取消装箱(C# 编程指南)

发布于 2019-11-12 字数4660 浏览 871 评论 0

装箱是将值类型转换为 object 类型或由此值类型实现的任一接口类型的过程。当 CLR 对值类型进行装箱时,会将该值包装到 System.Object 内部,再将后者存储在托管堆上。取消装箱将从对象中提取值类型。在下面的示例中,整型变量 i 装箱并赋给对象 o。

C#  复制代码
int i = 123;
object o = (object)i;  // boxing

然后,可以对对象 o 取消装箱并将其赋值给整型变量 i:

C#  复制代码
o = 123;
i = (int)o;  // unboxing

性能

相对于简单的赋值而言,装箱和取消装箱过程需要进行大量的计算。对值类型进行装箱时,必须分配并构造一个新对象。次之,取消装箱所需的强制转换也需要进行大量的计算。有关更多信息,请参见性能。

装箱

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。对值类型装箱会在堆中分配一个对象实例,并将该值复制到新的对象中。

请看以下值类型变量的声明:

C#  复制代码
int i = 123;

以下语句对变量 i 隐式应用装箱操作:

C#  复制代码
object o = i;  // Implicit boxing

此语句的结果是在堆栈上创建对象引用 o,而在堆上则引用 int 类型的值。该值是赋给变量 i 的值类型值的一个副本。下图说明了两个变量 i 和 o 之间的差异。

装箱转换

还可以像下面的示例一样显式执行装箱,不过显式装箱从来不是必需的:

C#  复制代码
int i = 123;
object o = (object)i;  // explicit boxing

说明

此示例使用装箱将整数变量 i 转换为对象 o。这样,存储在变量 i 中的值就从 123 更改为 456。该示例表明原始值类型和装箱的对象使用不同的内存位置,因此能够存储不同的值。

示例

C#  复制代码
class TestBoxing
{
    static void Main()
    {
        int i = 123;
        object o = i;  // Implicit boxing

        i = 456;  // Change the contents of i

        System.Console.WriteLine("The value-type value = {0}", i);
        System.Console.WriteLine("The object-type value = {0}", o);
    }
}
/* Output:
    The value-type value = 456
    The object-type value = 123
*/

下面的示例演示无效的取消装箱及引发的 InvalidCastException。使用 try 和 catch,在发生错误时显示错误信息。

C#  复制代码
class TestUnboxing
{
    static void Main()
    {
        int i = 123;
        object o = i;  // implicit boxing

        try
        {
            int j = (short)o;  // attempt to unbox

            System.Console.WriteLine("Unboxing OK.");
        }
        catch (System.InvalidCastException e)
        {
            System.Console.WriteLine("{0} Error: Incorrect unboxing.", e.Message);
        }
    }
}

此程序输出:

Specified cast is not valid. Error: Incorrect unboxing.

如果将下列语句:

  复制代码
int j = (short) o;

更改为:

  复制代码
int j = (int) o;

将执行转换,并将得到以下输出:

Unboxing OK.

取消装箱

取消装箱是从 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。取消装箱操作包括:

  • 检查对象实例,以确保它是给定值类型的装箱值。

  • 将该值从实例复制到值类型变量中。

以下语句同时说明了装箱和取消装箱操作:

C#  复制代码
int i = 123;      // a value type
object o = i;     // boxing
int j = (int)o;  // unboxing

下图演示了上述语句的结果。

取消装箱转换

要在运行时成功取消装箱值类型,被取消装箱的项必须是对一个对象的引用,该对象是先前通过装箱该值类型的实例创建的。尝试取消装箱 null 或对不兼容值类型的引用会导致 InvalidCastException。

C# 语言规范

有关更多信息,请参见 C# 语言规范中的以下各节:

  • 4.3.1 装箱转换

相关章节

更多信息:

  • 引用类型

  • 值类型

C# 语言规范

有关更多信息,请参见 C# 语言规范中的以下各节:

  • 4.3 装箱和取消装箱

请参见

概念

C# 编程指南

修订记录

日期

历史记录

原因

2008 年 7 月

将以前的“装箱”和“取消装箱”两个独立主题合并为了本主题。

内容 Bug 修复

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