C# 装箱与拆箱

装箱是将值类型转换为引用类型 ；拆箱是将引用类型转换为值类型

利用装箱和拆箱功能，可通过允许值类型的任何值与Object
类型的值相互转换，将值类型与引用类型链接起来

例如：

int val = 100;

object obj = val;

Console.WriteLine (“对象的值 = {0}", obj);

这是一个装箱的过程，是将值类型转换为引用类型的过程

int val = 100;

object obj = val;

int num = (int) obj;

Console.WriteLine ("num: {0}", num);

这是一个拆箱的过程，是将值类型转换为引用类型，再由引用类型转换为值类型的过程

注：被装过箱的对象才能被拆箱

装箱/拆箱的内部操作。

装箱：

对值类型在堆中分配一个对象实例，并将该值复制到新的对象中。按三步进行。

第一步：新分配托管堆内存(大小为值类型实例大小加上一个方法表指针和一个SyncBlockIndex)。

第二步：将值类型的实例字段拷贝到新分配的内存中。

第三步：返回托管堆中新分配对象的地址。这个地址就是一个指向对象的引用了。

有人这样理解：如果将Int32装箱，返回的地址，指向的就是一个Int32。我认为也不是不能这样理解，但这确实又有问题，一来它不全面，二来指向Int32并没说出它的实质(在托管堆中)。

拆箱：

检查对象实例，确保它是给定值类型的一个装箱值。将该值从实例复制到值类型变量中。

有书上讲，拆箱只是获取引用对象中指向值类型部分的指针，而内容拷贝则是赋值语句之触发。我觉得这并不要紧。最关键的是检查对象实例的本质，拆箱和装箱的类型必需匹配，这一点上，在IL层上，看不出原理何在，我的猜测，或许是调用了类似GetType之类的方法来取出类型进行匹配(因为需要严格匹配)。

对装箱/拆箱更进一步的了解

装箱/拆箱并不如上面所讲那么简单明了，比如：装箱时，变为引用对象，会多出一个方法表指针，这会有何用处呢？

我们可以通过示例来进一步探讨。

举个例子。

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()。编译器发现A重写了ToString方法，会直接调用ToString的指令。因为A是值类型，编译器不会出现多态行为。因此，直接调用，不装箱。(注：ToString是A的基类System.ValueType的方法)

5.1：a.GetType()，GetType是继承于System.ValueType的方法，要调用它，需要一个方法表指针，于是a将被装箱，从而生成方法表指针，调用基类的System.ValueType。(补一句，所有的值类型都是继承于System.ValueType的)。

5.2：a.Clone()，因为A实现了Clone方法，所以无需装箱。

5.3：ICloneable转型：当a2为转为接口类型时，必须装箱，因为接口是一种引用类型。

5.4：c.Clone()。无需装箱，在托管堆中对上一步已装箱的对象进行调用。

附：其实上面的基于一个根本的原理，因为未装箱的值类型没有方法表指针，所以，不能通过值类型来调用其上继承的虚方法。另外，接口类型是一个引用类型。对此，我的理解，该方法表指针类似C++的虚函数表指针，它是用来实现引用对象的多态机制的重要依据。
如何更改已装箱的对象

对于已装箱的对象，因为无法直接调用其指定方法，所以必须先拆箱，再调用方法，但再次拆箱，会生成新的栈实例，而无法修改装箱对象。有点晕吧，感觉在说绕口令。还是举个例子来说：(在上例中追加change方法)

public void Change(Int32 x) {

this.x = x;

}

调用：

A a = new A();

a.x = 100;

Object o = a; //装箱成o，下面，想改变o的值。

((A)o).Change(200); //改掉了吗？没改掉。

没改掉的原因是o在拆箱时，生成的是临时的栈实例A，所以，改动是基于临时A的，并未改到装箱对象。

(附：在托管C++中，允许直接取加拆箱时第一步得到的实例引用，而直接更改，但C#不行。)

那该如何是好？

嗯，通过接口方式，可以达到相同的效果。

实现如下：

interface IChange {

void Change(Int32 x);

}

struct A : IChange {

…

}

调用：

((IChange)o).Change(200);//改掉了吗？改掉了。

为啥现在可以改？

在将o转型为IChange时，这里不会进行再次装箱，当然更不会拆箱，因为o已经是引用类型，再因为它是IChange类型，所以可以直接调用Change，于是，更改的也就是已装箱对象中的字段了，达到期望的效果。