C#之 装箱拆箱

概念

装箱是将值类型转换为 object 类型或由此值类型实现的任何接口类型的过程。 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。 装箱是隐式的；拆箱是显式的。 装箱和拆箱的概念是类型系统 C# 统一视图的基础，其中任一类型的值都被视为一个对象。

性能

相对于简单的赋值而言，装箱和拆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。 拆箱所需的强制转换也需要进行大量的计算，只是程度较轻。 有关更多信息，请参见性能。

装箱

装箱用于在托管内存中存储值类型。 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：

int i = 123;
//以下语句对变量 i 隐式应用了装箱操作：

// Boxing copies the value of i into object o.
object o = i;

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执行显式装箱，但显式装箱从来不是必需的：

int i = 123;
object o = (object)i;  // explicit boxing

class TestBoxing
{
static void Main()
{
int i = 123;

// Boxing copies the value of i into object o.
object o = i;

// Change the value of i.
i = 456;

// The change in i does not effect the value stored in o.
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
*/

说明

此示例使用装箱将整型变量 i 转换为对象 o。 这样一来，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。

拆箱

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。拆箱操作包括：

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。

下面的语句演示装箱和拆箱两种操作：

int i = 123;      // a value type
object o = i;     // boxing
int j = (int)o;   // unboxing

下图演示上述语句的结果。



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 会导致 NullReferenceException。 尝试取消装箱对不兼容值类型的引用会导致 InvalidCastException。

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.