装箱与拆箱的实例教程

装箱：

值类型比引用类型“轻”，原因是他们不作为对象在托管堆中分配，不被垃圾回收，也不通过指针进行引用。但是许多时候都需要获取值类型的引用，例如，假定要创建ArrayList对象来容纳一组point结构，代码如下：

public sealed class Program

{

public static void Main()

{

ArrayList a = new ArrayList();

Point p; //分配一个Point（不在堆中分配）

for (int i = 0; i < 10; i++)

{

p.x = p.y = i; //初始化值类型中的成员

a.Add(p); //对值类型装箱，将引用添加到ArrayList中

}

}

}

 

每次循环迭代都初始化一个ponit的值类型字段，并将该point存储到ArrayList中。但思考一下ArrayList中究竟存储了什么？是Point结构，Point结构的地址，还是其他完全不同的东西？要知道正确答案，必须研究ArrayList的Add方法，了解他的参数被定义成什么类型。本例的Add方法原型如下：

public virtual int Add（Object value）；

可以看出Add获取的是一个Object参数，也就是说，Add获取对托管堆上的一个对象的引用来作为参数。但之前的代码传递的是p，也就是一个Point，是值类型。为了使代码正确工作，Point值类型必须转成真正的，在堆中托管的对象，而且必须获取对该对象的引用。

 

将值类型转换成引用类型要使用装箱机制。下面说说对值类型的实例进行装箱时发生的事情：

1，在托管堆中分配内存。分配的内存量是值类型各字段所需的内存量，还要加上托管堆所有对象都有的两个额外成员（类型对象指针和同步块索引）所需要的内存量

2，值类型的字段复制到新分配的堆内存

3，返回对象地址。现在该对象是对象引用；值类型成了引用类型

C#编译器检测到上述代码是向要求引用类型的方法传递值类型，所以自动生成代码对对象进行装箱。所以在运行时，当前存在于Point值类型实例p中的字段复制到新分配的Point对象中。已装箱Point对象（现在是引用类型）的地址返回并传给Add方法。Point对象一直存在于堆中，直至被垃圾回收。Point值类型变量p可被重用，因为ArrayList不知道关于他的任何事情。在这种情况下，已装箱类型的生存期超过了为装箱值类型的生存期。

 

拆箱：

假定要用一下代码获取ArrayList的第一个元素：

Point p=（Point）a[0];

他获取ArrayList的元素0包含的引用，视图将其放到Point值类型的实例p中。为此，已装箱Point对象中的所有字段都必须复制到值类型变量中，后者在线程栈上。CLR分两步完成复制。第一步获取已装箱Point对象中的各个Point字段地址。这个过程称为拆箱。第二部将字段包含的值从堆复制到基于栈的值类型实例中

 

拆箱不是直接将装箱过程倒过来。拆箱的代码比装箱低得多。拆箱其实就是获取指针的过程，该指针指向包含在一个对象中的原始值类型。其实，指针指向的是已装箱实例中的未装箱部分。所以和装箱不同，茶香不要求在内存中复制任何字节，知道这个重要区别后，还应知道的一个重点是，往往紧接着一次字段复制。

已装箱值类型实例在拆箱是，内部发生下面这些事情：

1，如果包含“对已装箱值类型的引用”的变量为null，抛出NullReferenceException异常

2，如果引用的对象不是所需值类型的已装箱实例，抛出InvalidCastException异常

 

第二条意味着一下代码的工作方式和你想的可能不一样：

public static void Main()

{

Int32 x = 5;

Object o = x; //对x装箱，o引用已装箱对象

Int16 y = (Int16)o; //抛出InvalidCastException异常

}

从逻辑上说，完全能获取o引用的已装箱Int32，将其强制转换为int16.但是对对象进行拆箱时，只能转型为最初未装箱的值类型--本例Int32，以下是正确写法：

public static void Main()

{

Int32 x = 5;

Object o = x; //对x装箱，o引用已装箱对象

Int16 y = (Int16)(Int32)o; //先拆箱为正确类型，再转型

}

在看以下代码：

public static void Main()

{

Point p;

p.x = p.y = 1;

Object o = p; //对p装箱，o引用已装箱实例

 

//将Point的x字段变成2

p = (Point)o; //对o拆箱，将字段从已装箱的实例复制到栈变量中

p.x = 2; //更改栈变量的状态

o = p; //将p装箱，o引用新的已装箱实例

}

最后三行代码的唯一目的就是将Point的x字段从1变成2.为此，首先要执行一次拆箱，在执行一次字段复制，再更改字段（栈上），最后执行一次装箱（在托管堆上创建全新的已装箱实例）。由此可以看出装箱拆箱对应用程序性能的影响。

问：

public static void Main()

{

Int32 v = 5;

Object o = v;

v = 123;

Console.WriteLine(v+","+(Int32)o);

}

上述代码发生了多少次装箱？

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